Penemuan baru dari KAUST menunjukkan bahwa menambahkan garam sulfat ke baterai berbasis air dapat memperpanjang umur baterai hingga 10 kali lipat. Bagaimana caranya?
Air Diam-Diam Merusak Baterai
Baterai berbasis air (aqueous batteries) selama ini dianggap sebagai solusi penyimpanan energi yang lebih aman dan ramah lingkungan dibandingkan baterai lithium. Namun, ada satu masalah besar yang menghambat performa dan umur pakainya: air itu sendiri.
Tim peneliti dari King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) menemukan bahwa molekul air bebas—yaitu air yang tidak terikat kuat dengan molekul lain—menjadi pemicu utama reaksi kimia merusak di dalam baterai. Reaksi ini terjadi di anoda, bagian baterai tempat energi disimpan dan dilepaskan, dan dikenal sebagai reaksi parasitik.
Solusi: “Lem Air” dari Garam Sulfat
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti menambahkan garam sulfat murah seperti zinc sulfate ke dalam baterai. Hasilnya mengejutkan: umur baterai meningkat lebih dari 10 kali lipat.
Sulfat bekerja sebagai semacam “lem air”—menstabilkan struktur molekul air dan mencegahnya bereaksi secara merusak. Dengan mengurangi jumlah air bebas, reaksi parasitik pun berkurang drastis.
“Struktur air ternyata sangat penting dalam kimia baterai, dan selama ini sering diabaikan,” ujar Prof. Husam Alshareef, ketua tim peneliti dan direktur KAUST Center of Excellence for Renewable Energy and Storage Technologies (CREST).
Bisa Digunakan di Berbagai Jenis Baterai
Walaupun eksperimen utama dilakukan pada baterai berbasis zinc, efek positif dari sulfat juga terlihat pada anoda logam lainnya. Ini membuka peluang bahwa solusi ini bisa diterapkan secara luas pada berbagai jenis baterai berbasis air.
Menurut peneliti utama Yunpei Zhu, garam sulfat seperti zinc sulfate tidak hanya efektif secara ilmiah, tapi juga ekonomis: murah, tersedia luas, dan stabil secara kimia.
Menuju Masa Depan Energi Bersih
Baterai berbasis air semakin dilirik sebagai solusi penyimpanan energi skala besar, terutama untuk integrasi energi terbarukan seperti tenaga surya ke dalam jaringan listrik. Diperkirakan pasar baterai jenis ini akan melampaui $10 miliar pada tahun 2030.
Dengan penemuan ini, kita selangkah lebih dekat menuju sistem penyimpanan energi yang lebih aman, murah, dan berkelanjutan.