Cat semprot mengubah ubin keramik menjadi baterai. Foto milik Universitas Rice
Sampai seminggu yang lalu, hubungan saya dengan baterai benar-benar membosankan. Tentu, saya mengisi baterai ponsel dan laptop setiap malam, tetapi tanpa pertimbangan lebih dari menyikat gigi atau melewati monolog Jay Leno.
Lalu datanglah Derecho tahun 2012, dan saya, seperti jutaan orang Amerika lainnya, kehilangan kekuasaan selama berhari-hari yang tampak seperti berminggu-minggu. Dan saya, seperti banyak orang lain, menyerah pada jus histeria, sebuah obsesi dengan mempertaruhkan klaim pada outlet yang berfungsi di tempat-tempat umum - Starbucks, perpustakaan, pusat makanan pusat perbelanjaan - sehingga kami dapat menghidupkan kembali perangkat kami.
Hari ini saya memiliki kekuatan lagi. Saya juga memiliki apresiasi yang jauh lebih dalam untuk semua hal elektrokimia. Karena di dunia yang kita jalani sekarang, masa pakai baterai adalah masalah yang sangat besar, apakah itu untuk membuat kita tetap terhubung sehari-hari atau kunci menuju masa depan kendaraan listrik dan energi terbarukan.
Ternyata, minggu lalu adalah momen penting untuk baterai. Sehari sebelum badai yang melumpuhkan Washington, sebuah penelitian diterbitkan di Nature Scientific Reports mengungkapkan bahwa baterai yang berfungsi telah dibuat hanya dengan mengecat permukaan. Itu benar, kekuatan dari cat.
Sulit untuk dipercaya? Begini cara tim ilmuwan di Rice University di Texas melakukannya. Mereka dikonversi menjadi cairan lima komponen baterai lithium ion - kolektor arus positif, kolektor arus negatif, katoda, anoda dan pemisah - dan kemudian disemprotkan masing-masing, dalam lapisan yang sangat tipis, pada berbagai permukaan. Mereka melukis ubin kamar mandi. Mereka melukis kaca dan stainless steel. Mereka melukis film yang fleksibel. Mereka melukis mug bir keramik. Semua mampu membawa muatan.
Mereka bahkan menghubungkan ubin kamar mandi ke sel surya. Mereka mampu menjaga tampilan LED — terbilang BERAS — menyala selama enam jam.
Kami masih jauh dari kemampuan Anda untuk mengisi daya ponsel pintar Anda dengan cangkir bir, tetapi ini bisa menjadi pengubah permainan dalam hal membuka semua jenis cara baru untuk menyimpan energi. Dan itu bisa menjadi anugerah bagi tenaga surya sebagai sumber energi di dalam rumah kita.
Seperti yang dikatakan Neelam Singh, seorang peneliti Rice, "Anda bisa mengubah rumah Anda menjadi baterai."
Kembalinya Edison?
Juga minggu lalu, para peneliti di Stanford mengumumkan bahwa mereka telah memberikan kehidupan baru pada baterai nikel-besi yang Thomas Edison harapkan akan menjadi tenaga mobil. Sekitar 100 tahun yang lalu, Edison sangat percaya pada mobil listrik. Tetapi baterai pada waktu itu tidak sesuai dengan pekerjaannya, jadi dia kalah dengan temannya Henry Ford dan mesin bertenaga gasnya.
Masalah dengan baterai nikel-besi itu adalah lambatnya pengisian dan pengosongan. Tetapi kelompok Stanford, menggunakan nanoteknologi daripada hanya mencampur nikel dan besi, telah mampu membuat fungsi baterai 1.000 kali lebih cepat daripada versi lama. Hanya perlu dua menit untuk mengisi baterai prototipe kecil.
Baterai nikel-besi tidak cukup kuat untuk menyalakan mobil listrik saat ini, tetapi jika dikombinasikan dengan model lithium ion yang sekarang digunakan, mereka dapat secara dramatis mengurangi waktu yang diperlukan untuk mengisi daya kendaraan listrik, yang sekarang membutuhkan waktu berjam-jam. Pengaturan ini juga memungkinkan kendaraan untuk benar-benar menangkap energi yang diciptakan saat Anda mengerem. Dan laju pelepasan yang cepat akan membuat mobil lebih mudah berakselerasi.
Pada saat yang sama, IBM adalah salah satu dari beberapa perusahaan yang menghadapi kecemasan yang ditakuti - ketakutan mobil listrik Anda kehabisan jus di tengah-tengah antah berantah. Kisaran khas sekarang adalah 100 mil per charge. Tetapi IBM bertujuan untuk meningkatkannya hingga 500 mil dengan menyempurnakan apa yang dikenal sebagai baterai lithium-air.
Alih-alih memiliki oksigen dibangun ke dalam baterai, model udara lithium akan menghasilkan daya dengan mengambil oksigen dari udara luar. Itu akan membuat mereka secara signifikan lebih kecil dan lebih ringan daripada baterai lithium ion yang sekarang digunakan.
IBM telah berhasil mendapatkan konsep untuk bekerja di laboratorium. Tapi, saatnya untuk pemeriksaan realitas. Kemungkinan akan setidaknya 10 tahun lagi sebelum bisa berfungsi di dalam mobil.
Siapa tahu, pada saat itu Anda mungkin dapat mengisi daya mobil Anda dengan kotak surat yang dicat semprot, yang tentu saja akan membutuhkan alasan baru untuk itu.
Mengisi daya
Berikut ini berita terbaru tentang baterai:
- Memotong kabelnya: Hanya masalah waktu sebelum pemilik kendaraan listrik tidak perlu memasukkan mobil mereka untuk mengisi ulang daya. Sebagai gantinya, mereka akan dapat melakukannya secara nirkabel dengan memarkir tikar yang melakukan pekerjaan.
- Masukkan itu di bank: Sebuah bank raksasa baterai yang dipasang di dekat rel sudah mulai menghemat banyak uang sistem kereta bawah tanah Philadelphia. Ini menangkap energi yang diciptakan ketika kereta melambat di stasiun dan meletakkannya kembali di jalur untuk membantu mereka berakselerasi.
- Saya memakai listrik tubuh: Dua insinyur University of South Carolina mampu mengubah T-shirt yang dibeli di toko menjadi kain yang bisa menyimpan muatan listrik.
- Perjalanan lambat menuju kebebasan: Narapidana di sebuah penjara di Brasil dapat mengurangi hukuman mereka per hari selama setiap 16 jam mereka mengendarai sepeda stasioner yang mengisi baterai. Pedal mereka menggerakkan lampu jalan di kota terdekat.
- Memberi makna baru pada istilah "kancing hidung": Dan sekarang sisi buruk dari ledakan baterai: Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Pediatrics, jumlah anak yang pergi ke ruang gawat darurat setelah menelan baterai kancing kecil itu - atau menempelkannya di baterai hidung atau telinga - telah dua kali lipat dalam 20 tahun terakhir.
Bonus video Inilah sedikit ledakan dari masa lalu, ketika iklan TV mengambil tantangan dalam mencoba membuat baterai menjadi lucu.
Lebih banyak dari Smithsonian.com:
Akankah Harga Gas Tinggi Menghentak Mobil Listrik?
