Ilmuwan Berhasil Ciptakan Baterai Mikro dengan Kapasitas Besar

Penelitian baterai mutakhir akhir-akhir ini melibatkan gagasan menggunakan komponen struktural yang digunakan juga untuk menyimpan energi. Kita telah melihat bagaimana hal ini diterapkan pada kendaraan listrik dan lainnya sebagai cara untuk menghemat berat. Kini para ilmuwan telah menerapkan jenis pemikiran ini pada baterai mikro yang cukup ringan untuk dibawa oleh serangga. Baterai ini dikatakan memiliki kepadatan 4 kali lipat dari baterai standar.

Penelitian ini dilakukan oleh para insinyur di University of Pennsylvania, yang sedang menyelidiki desain baru untuk baterai yang ringkas dan cukup tahan lama untuk memberi daya pada perangkat elektronik yang semakin kecil. Agar perangkat jenis ini tetap berjalan, baterai perlu dilindungi dari kerusakan akibat benturan, air, dan oksigen, tetapi ini melibatkan casing yang menambah berat dan ukurannya, tanpa apa pun untuk performa elektrokimia.

Untuk mengatasi keterbatasan ini para ilmuwan membayangkan kembali cara baterai kecil biasanya dirancang. Perangkat ini memiliki elektroda ultra tipis yang memungkinkan pengangkutan elektron dan ion dengan cepat, tetapi profil tipis ini membatasi jumlah bahan kimia yang dapat dikandungnya, yang berujung pada jumlah energi yang dapat disimpan.

Katoda adalah salah satu dari dua elektroda baterai, dan biasanya terbuat dari partikel hancur yang dikompresi bersama dengan cara yang menciptakan struktur berpori dengan celah udara, ini memengaruhi kecepatan ion dapat bergerak melalui baterai. Para ilmuwan mengatasi masalah ini dengan mengembangkan bahan katoda yang jauh lebih padat yang bisa “dilapisi” langsung ke foil logam tipis, yang juga bertindak sebagai casing.

Menurut para peneliti, desain baterai mikro ini juga menyelaraskan "jalan raya atom" katoda, yang memungkinkan ion lithium bergerak cepat dan langsung melalui katoda serta kemudian masuk ke perangkat. Karena ion dapat bergerak jauh lebih efisien melalui katoda, ia dapat dibuat jauh lebih tebal tanpa mengorbankan atribut kunci ini, yang pada gilirannya menggandakan jumlah bahan kimia penyimpan energi yang dapat dikandungnya.

Pada akhirnya, ini memungkinkan baterai mikro dengan kepadatan energi empat kali lipat dari desain tercanggih saat ini. Baterai kecil itu beratnya sama dengan dua butir beras tetapi memiliki energi dan kepadatan daya baterai 100 kali ukurannya, dan para peneliti membayangkannya dapat digunakan di sejumlah area. Ini termasuk robot terbang kecil, perangkat yang dapat dikenakan, implan medis yang menawarkan rentang hidup lebih lama, atau perangkat nirkabel yang tak terhitung jumlahnya.