Seiring dunia bergerak menuju produksi energi bersih, kebutuhan baterai bersih untuk transportasi pasti akan meningkat. Sejauh ini, solusi paling efisien yang kami miliki adalah baterai lithium-ion, tetapi mereka memiliki banyak kekurangan.
Baterai ion natrium memiliki potensi yang luar biasa sebagai alternatif, tetapi teknologinya membuat banyak ilmuwan pusing kepala. Sekarang para peneliti di Universitas Jenewa yakin mereka telah memecahkannya.
Masalah baterai lithium-ion dibahas berkali-kali. Mereka tidak terlalu aman karena elektrolit cairnya dapat menyala dalam berbagai kecelakaan. Selain itu, litium sendiri ditemukan di bagian yang cukup kecil di Bumi. Para ilmuwan mengatakan ini akan menimbulkan masalah geopolitik yang sama di masa depan seperti minyak sekarang. Terakhir, seiring kemajuan teknologi, kita harus selalu mencari solusi yang lebih baik.
Sodium, tetangga litium pada tabel periodik unsur, merupakan kandidat yang baik untuk menggantikan logam langka dan mulia ini. Kami memiliki banyak natrium di mana-mana. Setidaknya secara teori, baterai ion natrium bisa lebih aman dan lebih bertenaga jika menggunakan elektrolit padat. Namun, ada satu masalah - natrium lebih berat daripada litium, yang membuatnya sulit untuk melewati elektrolit.
Pada 2013-2014, ilmuwan Jepang dan Amerika menemukan bahwa hidroborat dapat menjadi elektrolit yang sangat baik untuk baterai natrium, tetapi hanya setelah mencapai suhu 120 C. Suhu ini terlalu tinggi untuk baterai sehari-hari, tetapi para peneliti di Jenewa yang telah bekerja dengan hydroborate selama beberapa dekade telah melihat solusi untuk masalah ini.
Ahli kristalografi Jenewa (ahli kimia kristal) mulai meningkatkan elektrolit hidroborat dan mencapai hasil yang sangat baik.
“Kami dapat menggunakan elektrolit hidroborat dalam kisaran suhu dari suhu kamar hingga 250 C tanpa masalah keamanan,” kata Radovan Cerny, manajer proyek.
Para peneliti juga menyambut baik fakta bahwa baterai ion natrium yang mereka kembangkan akan lebih bertenaga.
Bagaimana para peneliti melakukan ini? Jawaban dari teka-teki ini ditemukan dalam kekacauan itu. Ahli kristalografi telah mengacaukan komposisi hidroborat yang biasanya rapi dengan membuat bola boron dan hidrogen bermuatan negatif. Celah di antara keduanya cukup besar untuk ion natrium bermuatan positif bergerak di antara satu elektroda dan lainnya. Formulasi campuran, meskipun tidak efektif, memungkinkan ion natrium bergerak bebas.
Para peneliti mengatakan mereka sedang mengembangkan baterai yang ideal berdasarkan elektrolit padat dengan struktur yang tidak sempurna. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum baterai semacam itu diproduksi dan diuji. Tapi hasil pertama sangat bagus.
Baterai ion natrium dapat menggantikan sel lithium-ion, membuatnya lebih aman, lebih murah, dan lebih ramah lingkungan.