Para peneliti telah mengumumkan terobosan dalam baterai kuantum yang pada akhirnya dapat merevolusi kinerja gadget. Baterai kuantum bisa lebih kecil dan mengisi daya lebih cepat daripada baterai saat ini. Teknologi baru ini hanyalah salah satu cara agar industri baterai siap untuk memikirkan kembali.
“Dari sudut pandang fungsional murni, kami menginginkan gadget yang lebih ringan dengan penyimpanan lebih banyak, dan teknologi baterai baru dapat memberikan kami keduanya,” Mark Falinski , seorang ilmuwan kelestarian lingkungan yang bukan bagian dari studi baru-baru ini, mengatakan dalam sebuah wawancara.
Baterai Schrödinger?
Para peneliti di University of Adelaide di Australia mengklaim bahwa mereka telah mengambil langkah kritis dalam membuat baterai kuantum menjadi kenyataan. Mereka mengatakan bahwa mereka telah membuktikan konsep penyerapan super, ide penting yang mendukung baterai kuantum, menurut sebuah studi yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Science Advances .
"Baterai kuantum, yang menggunakan prinsip mekanika kuantum untuk meningkatkan kemampuannya, membutuhkan waktu pengisian yang lebih sedikit jika semakin besar," James Q. Quach , salah satu penulis studi tersebut, mengatakan dalam rilis berita . "Secara teoritis mungkin bahwa daya pengisian baterai kuantum meningkat lebih cepat daripada ukuran baterai, yang memungkinkan cara baru untuk mempercepat pengisian daya."
Untuk membuktikan konsep penyerapan super ini, tim membangun rongga mikro seperti wafer dengan ukuran berbeda yang berisi molekul organik. Setiap microcavity diisi menggunakan laser.
"Lapisan aktif rongga mikro mengandung bahan semikonduktor organik yang menyimpan energi. Mendasari efek penyerap super dari baterai kuantum adalah gagasan bahwa semua molekul bertindak secara kolektif melalui properti yang dikenal sebagai superposisi kuantum," kata Quach.
Superposisi kuantum, prinsip dasar mekanika kuantum, mengatakan bahwa seperti gelombang dalam fisika klasik, dua keadaan kuantum dapat ditambahkan bersama-sama ("superposisi"), dan hasilnya akan menjadi keadaan kuantum lain yang valid.
Tetapi Falinkski memperingatkan bahwa baterai kuantum mungkin "bertahun-tahun atau puluhan tahun" jauh dari memberi daya pada ponsel Anda.
"Sehingga, ada banyak investasi yang diajukan di ruang komputasi kuantum, dan jika investasi yang sama didorong ke depan dalam baterai kuantum, kami dapat membuat kemajuan nyata dengan kecepatan yang lebih cepat," tambahnya.
"Kami mendekati batas teoretis tentang apa yang dapat disimpan dan digunakan kembali oleh baterai kami."
Mendorong Inovasi
Kebutuhan akan teknologi baterai baru sangat besar. Pada tahun 2040, energi yang dikonsumsi masyarakat diperkirakan meningkat sebesar 28 persen dari level tahun 2015 . Mayoritas listrik masih akan berasal dari bahan bakar fosil dengan biaya yang terkait dengan lingkungan.
"Kami mendekati batas teoretis tentang apa yang dapat disimpan dan digunakan kembali oleh baterai kami," kata Falinski. "Baterai lithium-ion menjadi lebih baik dan lebih baik, tetapi kita sampai pada titik di mana fisika dan kimia tidak dapat meningkatkannya lebih jauh lagi."
Penelitian yang menjanjikan sedang dilakukan untuk mendapatkan lebih banyak dari kimia baterai Li-Ion, termasuk bahan baru yang menjanjikan peningkatan kepadatan energi, kepadatan daya, masa pakai siklus, atau penurunan biaya, semuanya dalam berbagai tahap pengembangan, Craig Lawrence , investor teknologi bersih yang memiliki latar belakang di bidang teknik baterai, mengatakan dalam sebuah wawancara.
Baterai solid-state, teknologi baterai lithium-metal, dapat menawarkan kepadatan energi yang jauh lebih tinggi daripada Lithium-Ion, kata Lawrence.
"Kami memiliki daya komputasi yang hampir tak terbatas di saku kami, tetapi itu berguna selama baterai dapat terus bekerja," tambahnya. "Itulah mengapa kita tidak dapat memiliki smartphone yang bertahan lebih dari satu hari dengan pengisian daya atau drone yang dapat bertahan lebih dari 30-60 menit."
E-sepeda adalah area lain yang membutuhkan perbaikan baterai. Pada tahun 2021, Kota New York saja melaporkan lebih dari 80 kebakaran yang terkait dengan sepeda listrik dan baterainya. ZapBatt telah menciptakan baterai e-bike lithium-titanate yang diklaim tahan api dan dapat terisi penuh dari 0% hingga 100% dalam 20 menit, bukan 6 jam seperti biasanya.
"Untuk konsumen individu, menunggu enam jam untuk pengisian baterai dan perlu mengganti baterai setiap tahun tidak nyaman dan tidak ramah lingkungan," Charlie Welch , CEO ZapBatt, mengatakan kepada Lifewire dalam sebuah wawancara email. "Dengan peningkatan besar dalam minat e-bike, teknologi baterai harus terus berkembang untuk mendorong lebih banyak penggunaan dan meningkatkan keamanan."