Inovasi Baterai dari Pohon untuk Kendaraan Listrik, Ditargetkan Bisa Isi Daya dalam 8 Menit

Baterai ion litium yang berada di sekitar kita saat ini sangat bergantung pada proses industri dan pertambangan sehingga dinilai lebih merusak lingkungan. Alasan lainnya adalah baterai bahan tersebut beracun dan sulit didaur ulang. 

Misalnya, membuat grafit sintetik yang ada pada baterai harus memanaskan karbon hingga suhu 3.000 derajat celcius selama berminggu-minggu. Biasanya, energi ini berasal dari pembangkit listrik tenaga batu bara di Cina. 

Maka itu, saat ini sudah banyak penelitian mengenai baterai yang berkelanjutan, terutama dengan lignin. Salah satunya, Bright Day Graphene di Swedia yang mengeskplorasi potensi lignin dalama pengembangan baterai. Perusahaan tersebut membuat graphene, bentuk lain dari karbon yang berasal dari lignin.  

Lehtonen memuji keunggulan bahan karbon perusahaannya yang diberi nama Lignode. Ia menyebutkan bahwa proses pembuatan Lignode menggunakan pemanas lignin tetapi suhu yang digunakan tidak setinggi yang diperlukan untuk produksi grafit sintetik. Salah satu fitur penting dari struktur karbon yang dihasilkan adalah amorf yang 'sebenarnya memungkinkan lebih banyak mobilitas ion masuk dan keluar'.

Stora Enso mengklaim bahwa ini akan membantu mereka membuat baterai lithium ion atau sodium ion yang dapat diisi ulang hanya dalam waktu delapan menit. Pengisian cepat adalah tujuan utama pengembang baterai kendaraan listrik.

Magda Titirici di Imperial College London, Inggris menunjukkan bahwa untuk membuat keset konduktif yang mengandung struktur karbon yang rumit dan tidak beraturang dengan banyak kerusakan. Kerusakana tersebut nampaknya meningkatkan reaktivitas anoda dengan ion yang ditransfer dari katoda dalam baterai ion natrium. "Keset konduktif ini sangat bagus untuk baterai." 

Studi lainnya, Wyatt Tenhaeff, di University of Rochester, New York, juga telah membuat anoda turunan lignin di laboratorium. "Lignin sangat keren," ujarnya pada BBC.

Menurutnya, lignin merupakan produk sampingan yang punya banyak kegunaan potensial. Dalam penelitiannya, Tenhaeff bersama para rekannya menemukan bahwa lignin dapat digunakan untuk membuat anoda yang tidak memerlukan lem atau pengumpul arus tembaga, sebagai komponen umum dalam baterai ion litium. 

"Saya hanya tidak berpikir itu akan menjadi perubahan langkah yang cukup besar dalam hal biaya atau kinerja untuk menggantikan grafit yang tertanam," katanya.

Pestana, ilmuwan baterai berpesan, "Siapa pun yang ingin membuat anoda dari lignin harus memastikan bahwa hutan dari sumber lignin itu juga berkelanjutan." Menurutnya, jika industri tidak berkelanjutan, bahan tersebut tidak dapat dikatakan sebagai bahan berkelanjutan.

Setidaknya ada satu cara lain agar lignin dapat digunakan dalam baterai, selain anoda. Pada April 2022, sebuah tim peneliti di Italia menerbitkan makalah tentang upaya mereka untuk mengembangkan elektrolit berbasis lignin. 

Ini adalah komponen yang berada di antara katoda dan anoda yang membantu ion mengalir di antara elektroda tetapi juga memaksa elektron untuk mengambil jalur yang diinginkan melalui sirkuit listrik yang terhubung dengan baterai. Hal ini mencegah elektron memantul di antara elektroda yang akan membuat ponsel Anda mati. 

Anda bisa mendapatkan polimer untuk elektrolit dari minyak, kata Gianmarco Griffini dari Polytechnic University of Milan, tetapi dia menambahkan bahwa akan bermanfaat untuk mencari sumber alternatif yang berkelanjutan. Dia menggunakan lignin setelah ia dan rekannya bereksperimen menggunakannya di panel surya dengan hasil yang sedikit mengecewakan.

"Efisiensi yang Anda dapatkan dalam sel surya relatif terbatas karena lignin berwarna coklat, jadi sebenarnya menyerap sedikit cahaya," jelasnya. Namun, jika dalam baterai, itu tidak masalah, tambahnya. 

Untuk produksi anoda, lignin harus dipanaskan untuk memecahnya menjadi karbon penyusunnya. Tapi, Griffini lebih suka menggunakannya dalam bentuk polimernya dari minyak. Dengan pemikiran ini, dia dan rekannya mengembangkan elektrolit polimer gel yang membantu pergerakan ion dalam eksperimental baterai kalium. "Itu benar-benar keluar dengan cukup baik," katanya.

Kelangsungan hidup komersial dari semua ide ini belum terbukti. Namun, Titirici menyatakan bahwa secara teori, Anda dapat membuat baterai yang menggunakan polimer dari lignin dalam elektrolit serta karbon turunan lignin dalam anoda.