Kini telah ditemukan baterai tanpa menggunakan logam atau bahan beracun. Baterai ini diciptakan untuk menyimpan listrik dalam skala besar yang dihasilkan oleh pembangkit listrik. Energi surplus yang dihasilkan dari sumber energi terbarukan, seperti matahari dan angin, dapat disimpan dalam baterai organik yang memiliki kapasitas besar ini sehingga cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik.
“Penyimpanan energi skala besar merupakan masalah penting dalam masa depan energi terbarukan, diperlukan solusi yang murah dan ramah lingkungan,” kata Sri Narayan, profesor kimia di USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences dan koresponden pada Journal of the Electrochemical Society untuk karya tulis mengenai baterai organik ini.
Baterai organik temuan Sri Narayan dan Surya Prakash menggunakan kuinon yang diproduksi dari hidrokarbon alami.
Narayan berkolaborasi dengan Surya Prakash, profesor kimia dan direktur dari USC Loker Hydrocarbon Research Institute, serta USC Bo Yang, Lena Hoober-Burkhardt, dan Fang Wang.
“Baterai organik ini akan memiliki dampak perubahan yang luar biasa terhadap jaringan penyimpanan energi listrik karena lebih sederhana, lebih murah, lebih dapat diandalkan dan lebih berkelanjutan,” kata Prakash.
“Baterai ini tahan hingga sekitar 5.000 kali pengisian ulang, diperkirakan selama 15 tahun,” kata Narayan. “Baterai ion lithium hanya tahan hingga sekitar 1.000 kali pengisian ulang, dan biaya produksinya lebih mahal 10 kali lipat,” imbuhnya.
Baterai organik ini menggunakan desain aliran redoks – serupa dengan desain sel bahan bakar, dengan dua tangki bahan elektroaktif yang dilarutkan dalam air. Larutan ini dipompa ke dalam sel yang berisi membran antara dua cairan dengan elektroda di kedua sisi, melepaskan energi.
Desainnya memiliki kelebihan untuk memisahkan listrik dari energi. Kedua tangki bahan elektroaktif dapat dibuat sebesar yang diperlukan – meningkatkan jumlah total energi yang dapat disimpan oleh sistem – atau sel utama dapat diatur untuk melepaskan energi lebih cepat atau lebih lambat, mengubah sejumlah daya (energi yang dilepaskan dari waktu ke waktu) yang dapat dihasilkan oleh sistem.
Sementara desain baterai sebelumnya telah menggunakan logam atau bahan kimia beracun, Narayan dan Prakash ingin menemukan senyawa organik yang dapat dilarutkan ke dalam air. Sistem seperti ini akan menciptakan dampak minimal terhadap lingkungan, dan kemungkinan akan menjadi lebih murah.
Melalui kombinasi desain molekul dan uji coba, mereka menemukan bahwa beberapa kuinon alami – senyawa organik teroksidasi – telah sesuai. Kuinon tersebut ditemukan dalam tanaman, jamur, bakteri, dan beberapa hewan, dan ada di dalam fotosintesis dan respirasi sel.
“Ini adalah jenis molekul yang secara alami digunakan oleh alam untuk mentransfer energi,” kata Narayan.
Saat ini, kuinon yang dibutuhkan untuk baterai tersebut diproduksi dari hidrokarbon alami. Kedepan, ada peluang untuk mendapatkannya dari karbondioksida, kata Narayan.[]
Sumber: greener/phys.org
