Terima Kasih Penemu Baterai Lithium Ion, Kalian Layak Diganjar Nobel

Para penemu baterai Lithium Ion (Ist)

Uzone.id - Hadiah Nobel Kimian tahun ini dibagikan kepada Michael Stanley Whittingham, Josh Bannister Goodnough dan Akira Yoshino.

Kenal gak? Kalau kalian kurang kenal, tanpa ilmuwan tersebut tidak ada tuh teknologi baterai lithium ion yang membuat gadget kalian canggih, bisa dibawa kemana-mana dengan daya mumpuni.

Keputusan untuk menghadiahkan lebih dari satu orang memang sudah tepat, mencerminkan fakta bahwa teknologi ini tidak muncul sekaligus dari laboratorium bawah tanah seorang individu jenius, tetapi lebih merupakan sejarah penyelesaian masalah yang sistematis.

Baterai lithium ion memiliki dampak besar pada masyarakat kita. Berkat teknologi ini, kita mengaktifkan elektronik portabel modern seperti laptop dan ponsel.

Baca juga: Cara Mengaktifkan Dual Screen dari Mac ke iPad

Dan berkat teknologi baterai lithium ion pula, sekarang memungkinkan transportasi bersih dan rendah karbon, baik itu melalui mobil listrik atau bahkan taksi terbang, dan penyimpanan energi terbarukan berskala besar.

Keberhasilan baterai lithium ion dijelaskan oleh cara kerja baterai. Sel baterai melepaskan energi dari reaksi kimia dalam bentuk listrik. Jika reaksi internal yang kuat, ini menghasilkan tegangan tinggi.

 Dan jika bahan dalam sel tidak mengambil terlalu banyak ruang dan juga tidak terlalu berat, ini memberikan kepadatan energi tinggi dalam hal volume dan berat.

Lithium sendiri adalah elemen yang sangat reaktif dan logam paling ringan pada tabel periodik. Inilah sebabnya mengapa baterai lithium ion dengan cepat menjadi bagian penting dari elektronik setelah komersialisasi di awal 1990-an.

Menggunakan litium untuk penyimpanan energi elektrokimia adalah hal yang sulit dilakukan.

Baca juga: Ponsel Android ini Canggih, tapi Kok Mirip Remote AC

Tetapi reaktivitas yang meningkatkan kandungan energi itu juga membuatnya sangat sulit untuk membangun sel yang dapat disimpan dengan aman dalam keadaan terisi, terkuras energinya melalui arus listrik, dan kemudian kembali ke keadaan terisi hanya dengan mengumpan balik arus itu.

Peran Para Ilmuwan

Stanley Whittingham mengambil kesempatan jauh-jauh hari, pada 1970-an, dengan mengembangkan dan kemudian mengkomersialkan  baterai isi ulang berbasis lithium pertama .

Saat Itu teknologi ini bergantung pada senyawa titanium disulfide (TiS₂), yang tidak hanya menghantarkan listrik tetapi juga dapat menginangi lithium dalam kisi kristalnya.

Jika sepotong lithium ditempatkan di sebelah sepotong TiS₂ dalam suatu zat yang dikenal sebagai elektrolit, logam akan melarutkan dan partikel-partikel lithium yang bermuatan dikenal sebagai ion lithium akan secara spontan bergerak ke dalam dan tinggal di TiS₂.

Pada saat yang sama, elektron ditransfer dari logam lithium (elektroda negatif) ke TiS₂ (elektroda positif), yang memungkinkan untuk menarik arus dari baterai.

Josh Bannister Goodenough menemukan pada 1980-an bahwa lithium cobalt oxide adalah alternatif yang lebih baik daripada TiS₂ dalam baterai lithium ion.

Bahan ini mengandung litium tetapi kurang reaktif dengan lingkungannya dan karenanya lebih mudah untuk ditangani dalam proses pembuatannya.

Lithium cobalt oxide menjadi bahan "bapak" dari kebanyakan baterai lithium komersial modern dan mendukung ponsel generasi pertama.

Saat ini, bahkan elektroda berenergi tinggi yang canggih - seperti NMC 811 - yang meningkatkan jangkauan kendaraan listrik generasi berikutnya pada dasarnya terbuat dari lithium cobalt oxide dengan kobalt yang sebagian besar digantikan oleh nikel dan mangan dalam struktur kristal yang serupa.

Tambang kobalt jarang dan sering dikaitkan dengan kondisi kerja yang buruk, jadi ada keuntungan tambahan untuk menghindari penggunaan logam ini.

Kemudian pada akhir 1980-an, Akira Yoshino membangun baterai lithium yang dapat diisi ulang secara komersial pertama yang menggunakan grafit bukan logam lithium sebagai elektroda negatif.

Dalam arsitektur ini, juga digunakan dalam sel-sel modern, lithium bergerak antara dua struktur inang yang berbeda: lithium cobalt oxide dan graphite.

Ini (pada prinsipnya) menghilangkan lithium logam sehingga tidak mendapatkan formasi dendrit.

Yoshino Akira juga pantas mendapatkan kredit karena mengembangkan arsitektur yang memungkinkan penggunaan elektrolit organik , memberikan voltase yang lebih dari dua kali lebih besar dibandingkan dengan elektrolit berbasis air tradisional.

Tetapi konduktivitas elektrolit organik yang buruk berarti elektroda positif dan negatif harus tipis dan ditempatkan berdekatan.

Yoshino menemukan cara untuk melapisi bahan elektroda aktif pada foil logam tipis, dan mampu memisahkan elektroda positif dan negatif dengan jaring tipis.

Hanya dengan cara itu generasi baterai lithium ion pertama dapat bersaing dengan kinerja energi dan daya baterai nikel hidrida logam yang mendominasi elektronik portabel di awal 1990-an.

VIDEO Hands-On OPPO RENO2: