Baterai Metal–Air untuk Kendaraan Listrik

Teknisimobil.com – Pada minggu yang lalu kita telah membahas baterai lithium untuk kendaraan listrik, kali ini mari kita bahas tentang baterai metal-air untuk kendaraan listrik. Jenis baterai ini merupakan jenis terakhir yang sering dipakai pada kendaraan listrik. Seperti apa baterai metal-air tersebut? Mari kita simak penjelasan beriku.

Baterai Metal-air

Sumber: http://slideplayer.com/slide/3452993/12/images/5/Metal-Air+Battery+Concept.jpg

[Baca juga: Cara mengganti kanvas rem depan Honda CR-V]

Baterai metal-air (logam-udara) mewakili perkembangan yang sama sekali berbeda, dalam arti baterai tidak dapat diisi ulang hanya dengan membalikkan arus. Sebagai gantinya elektroda logam bekas harus diganti atau diproses ulang. Elektroda logam dapat dianggap sebagai sejenis bahan bakar. Bahan bakar bekas kemudian dikirim ke pabrik pemrosesan ulang dimana akan diubah menjadi ‘bahan bakar’ baru. Elektrolit baterai biasanya juga perlu diganti.

Ini bukan konsep yang berbeda untuk kendaraan mesin IC konvensional dimana mereka berhenti secara berkala untuk mengisi bahan bakar, dengan keuntungan tambahan bahwa kendaraan tersebut akan memiliki atribut utama dari EV – quietness dan zero emissions. Karena itu mungkin menarik bagi pengendara yang terbiasa mengisi bahan bakar kendaraan mereka dan mungkin lamban menyesuaikan diri dengan perubahan.

Baterai Aluminium–Air

Reaksi kimia dasar baterai aluminium-air pada dasarnya sederhana. Aluminium dikombinasikan dengan oksigen dari udara dan air untuk membentuk aluminium hidroksida, melepaskan energi listrik dalam prosesnya. Reaksi tidak dapat diubah. Keseluruhan reaksi kimia adalah

4Al+ 3O2 + 6H2O → 4Al(OH)3

Aluminium membentuk elektroda negatif sel, dan biasanya dimulai sebagai pelat setebal setebal 1 cm. Sebagai reaksi melanjutkan elektroda menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Elektroda positif biasanya adalah struktur berpori, yang terdiri dari jala logam yang ditekan lapisan karbon yang dikatalisis. Lapisan tipis polytetrafluoroethylene (PTFE) memberikan porositas yang diperlukan untuk membiarkan oksigen masuk namun mencegah elektrolit cair keluar. Elektrolit adalah larutan alkali, biasanya potasium hidroksida.

Baterai Metal-air

Baterai diisi ulang dengan mengganti elektroda negatif yang digunakan. Elektrolit biasanya juga diisi kembali, karena akan terkontaminasi dengan aluminium hidroksida. Karakteristik penting dari baterai aluminium-air tercantum dalam tabel di atas. Kelemahan besar dari baterai aluminium-air adalah kekuatan spesifiknya yang sangat rendah. Misalnya, baterai 100 kg hanya memberi 1000 W, yang jelas-jelas tidak berguna untuk menyalakan kendaraan. Untuk mendapatkan power output 20 kW, dibutuhkan 2 ton baterai. Dengan demikian, baterai itu sendiri mungkin tidak berguna untuk kebanyakan kendaraan (road vehicle).

Baterai Zinc–Air

Selain baterai metal-air, ada juga Zinc-air.

Baterai zinc–air serupa dalam banyak hal dengan baterai aluminium-air namun memiliki kinerja keseluruhan yang jauh lebih baik – terutama berkenaan dengan daya spesifik, yang hampir 10 kali lipat dari baterai aluminium-air, sehingga cocok untuk digunakan pada baterai kendaraan jalan (road vehicle). Strukturnya serupa, dengan elektroda positif berpori di mana oksigen bereaksi dengan elektrolit. Elektrolit adalah larutan alkali cair. Elektroda negatif adalah seng padat.

Energi dari baterai diperoleh dengan menggabungkan zinc dengan oksigen di udara dan membentuk zinc oksida. Sebagai alternatif, tergantung pada keadaan elektroda dan elektrolit, seng hidroksida dapat terbentuk, seperti untuk sel aluminium-air. Prosesnya biasanya ireversibel.

Baterai Metal-air

Karakteristik umum baterai diberikan pada tabel di atas. Beberapa produsen telah mengklaim untuk memproduksi baterai seng-udara (zinc-air) yang dapat diisi ulang secara elektrik, namun jumlah siklus biasanya cukup kecil. Cara pengisian yang lebih normal adalah seperti pada sel aluminium-air, yaitu dengan mengganti elektroda negatif. Elektrolit yang mengandung seng oksida juga diganti. Pada prinsipnya ini bisa dibawa kembali ke pabrik sentral dan seng pulih, namun infrastruktur untuk melakukan hal ini akan agak merepotkan.

[Baca juga: Tesla Model X 2017; Bagaimana dan Seperti Apa?]

Baterai seng-udara kecil telah tersedia selama bertahun-tahun, dan kepadatan energi yang sangat tinggi membuat mereka berguna dalam aplikasi seperti alat bantu dengar. Perangkat ini biasanya ‘on’ hampir setiap saat, dan dengan demikian self-discharge tidak terlalu bermasalah. Baterai besar, dengan elektroda negatif yang dapat diganti, hanya tersedia dengan sangat sulit, tapi ini berubah, dan ini menunjukkan potensi yang cukup besar untuk masa depan. Penggunaan bahan bakar yang dapat diganti memiliki keuntungan yang cukup besar karena menghindari penggunaan titik pengisian – truk yang mengantarkan bahan bakar dapat dengan mudah mengambil bahan bakar bekas kembali ke pabrik pengolahan ulang dari tempat mereka mendapatkannya di tempat pertama. Energi spesifik yang tinggi juga akan memungkinkan waktu perjalanan yang masuk akal antara pemberhentian.[]