Superkapasitor Fleksibel Revolusioner Mengaktifkan Pengisian EV 10 Menit
- Peneliti membangun superkapasitor fleksibel yang memberikan daya padat tinggi dan densitas energi tinggi.
- Perangkat ini tidak menunjukkan degradasi performa, bahkan saat dibengkokkan hingga 180 derajat.
- Superkapasitor dapat mempertahankan 97,8% kapasitasnya setelah 5.000 siklus.
Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi elektrokimia yang menjanjikan untuk pasokan daya mobile. Mereka menjadi jembatan antara baterai yang dapat diisi ulang dan kapasitor elektrolitik.
Meskipun mereka dapat memberikan operasi yang aman, daya padat tinggi, dan umur siklus panjang, aplikasi praktis mereka terbatas oleh densitas energi yang buruk.
Sekarang, peneliti di University College London dan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok telah merancang superkapasitor fleksibel yang mengisi daya dengan cepat dan menyimpan sejumlah besar energi secara aman untuk digunakan dalam jangka waktu panjang.
Berbeda dengan kapasitor daya tinggi yang ada, perangkat ini dapat menyimpan volume energi yang besar dalam ruang yang kecil. Meskipun perangkat masih dalam tahap awal pengembangan, ia telah menunjukkan potensi besar sebagai pasokan daya portabel dalam berbagai aplikasi seperti smartphone, teknologi wearable, dan kendaraan listrik (EV).
Superkapasitor yang baru dikembangkan ini dapat digunakan bersama dengan teknologi baterai yang ada atau sebagai penggantinya, untuk memberikan lebih banyak daya.
Perangkat ini tidak mengandung elektrolit cair (yang meminimalkan risiko ledak) dan dapat dibengkokkan hingga 180 derajat tanpa menurunkan performa. Fitur-fitur ini menjadikannya calon yang sempurna untuk diintegrasikan ke dalam perangkat wearable dan smartphone lentur.
Bahan yang Dioptimalkan
Tim penelitian membangun desain baru yang menggunakan bahan elektroda grafen khusus dengan pori-pori. Ukuran pori-pori dapat diubah untuk menyimpan muatan secara efisien. Mereka menguji bahan dalam beberapa konfigurasi dan menemukan bahwa perangkat berkinerja terbaik saat ukuran pori sama dengan diameter ion dalam elektrolit.
Pengaturan ini memberikan dua karakteristik pada superkapasitor baru:
- Daya padat tinggi: seberapa cepat perangkat dapat mengisi/mengeluarkan daya.
- Densitas energi tinggi: seberapa lama perangkat dapat beroperasi.
Sebaliknya, superkapasitor yang ada hanya menunjukkan salah satu dari dua karakteristik ini.
Densitas energi maksimum superkapasitor mencapai 88,1 Watt-hour per liter (Wh/L) — densitas energi tertinggi yang dicapai oleh superkapasidor berbasis karbon hingga saat ini.
Referensi: Nature Energy | DOI:10.1038/s41560-020-0560-6 | UCL
Baterai asam timbal yang digunakan di EV saat ini memiliki densitas energi 50-90 Wh/L, sedangkan teknologi komersial pengisian cepat biasanya memiliki 5-8 Wh/L.
Sementara densitas energi superkapasitor baru dapat dibandingkan dengan baterai asam timbal, daya padatnya adalah 10.000 Watt per liter – dua orde magnitudo lebih tinggi dari baterai asam timbal standar.
Superkapasitor 6cm*6cm tidak menunjukkan degradasi performa, bahkan saat dibengkokkan hingga 180 derajat. Selain itu, perangkat dapat mempertahankan 97,8% kapasitasnya setelah 5.000 siklus.
Pencapaian penyimpanan energi yang kompakt semacam ini merupakan langkah signifikan menuju aplikasi praktis untuk superkapasitor. Kemampuan pengisian cepat, fleksibilitas yang luar biasa, dan daya tahan menjadikannya calon yang sempurna untuk pasokan daya portabel dalam elektronika miniatur dan EV. Bayangkan mengisi daya ponsel Anda [dari 0 hingga 100 persen] dalam beberapa menit atau mengisi daya mobil listrik Anda dalam sepuluh menit.
Baca: Satu Titik Air Menghasilkan Cukup Daya untuk Menyalakan 100 Lampu LED
Hingga saat ini, superkapasitor ini masih jauh dari komersialisasi. Tim sedang bekerja untuk meningkatkan lebih lanjut desain dan efisiensinya.
