Tanya-Jawab Awam Tentang Baterai (I)

Menjadi seorang materials engineer (dan tentunya scientist), rasanya setiap waktu akan ada saja hal yang perlu diluruskan dari pemahaman awam. Apalagi jika seorang materials engineer, yang topik spesifik yang digeluti adalah bidang penyimpan daya (baterai, superkapasitor, dll.), elektronika, biomaterial, dan topik-topik tak biasa serta berhubungan dengan material maju lainnya. Sepertinya ada saja mitos-mitos dan pertanyaan awam yang masih berseliweran dan perlu dijelaskan lebih lanjut.

Baterai vs. sumber energi konvensional dan terbarukan

Pertanyaan yang paling sering muncul baik di media sosial, percakapan grup chat, pun juga dalam agenda cangkruk-an luring tentang ini adalah:

Hello! Sepertinya pertanyaan seperti ini tidak akan mungkin muncul jika penanya paham betul secara fundamental “apa itu baterai?”

Baterai itu penyimpan daya (energy storage)

Secara eksplisit telah jelas bahwa klasifikasi baterai adalah penyimpan daya (energy storage). Jadi jika dibandingkan dengan sumber-sumber energi yang telah ada, baik yang konvensional (fossil-based) maupun energi terbarukan, itu jelas masuk ke klasifikasi logical fallacy yang dinamakan faulty comparison. Air pada PLTA adalah sumber energi, yang biasanya direkayasa dengan memanfaatkan ketinggian (energi potensial) dan diubah menjadi energi kinetik untuk memutar turbin pembangkit listrik. Angin pun demikian, sebuah entitas yang selalu bersanding dengan energi kinetik untuk memutar baling-baling windmill. Sinar matahari, nuklir, minyak bumi, gas alam, ombak (tidal wave), dan bahkan sampah, adalah merupakan sumber energi. Sumber-sumber energi tersebut biasanya akan ditransformasi menjadi energi listrik untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari.

Hukum konservasi energi secara terang benderang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, hanya bisa diubah menjadi bentuk lain. Nah, di sinilah kuncinya! Energi listrik yang dihasilkan oleh berbagai sumber yang disebutkan di atas tadi setelah berubah menjadi energi listrik akan “mau tidak mau” dimanfaatkan seluruhnya atau akan jadi mubadzir terbuang sia-sia. Entah itu dalam wujud panas atau wujud lain. Untuk mencegah energi listrik tersebut terbuang sia-sia, baterai dan penyimpan daya lain di masa depan adalah salah satu solusinya.

Contohnya?

Contoh untuk baterai ion litium, listrik dengan kapasitas tertentu yang masuk akan ditransformasi menjadi energi kimia dan mendorong ion litium dari material katoda ke anoda. Untuk selanjutnya disimpan dan dapat digunakan nanti. Contoh lain untuk penyimpan daya berupa baterai pasir dalam tabung vakum. Listrik akan ditransformasi menjadi panas, lalu panas tersebut dialirkan ke dalam pasir silika di dalam ruang vakum untuk disimpan. Atau contoh lain berupa baterai berbentuk tabung tahan tekanan. Listrik akan ditransformasi menjadi panas di mana panas akan digunakan untuk menguapkan air menjadi gas dan dikompresi ke dalam tabung tahan tekanan. Untuk apa? Untuk digunakan nanti ketika “kelebihan” energi tersebut dibutuhkan.

Dari contoh-contoh tersebut, sekarang paham kan makna dari baterai? Jadi jangan pernah mengerdilkan pikiran dengan merujuk hanya baterai ion litium ketika orang menerangkan tentang “baterai”. Karena penyimpan daya itu banyak bentuknya. Bahkan, kita bisa bilang bahwa waduk itu salah satu bentuk penyimpan daya lho!

Semakin banyak energi listrik yang “dibangkitkan” di masa depan, maka baterai akan menjadi tujuan utama untuk membuat efisiensi energi menjadi semakin baik. Karena apa? Seharusnya kalian sudah bisa menyimpulkan sendiri dari hasil ulasan di atas dong ya?

Tentang singkatan katoda dan basis anoda baterai

Ada lagi pertanyaan lain yang tak kalah unik.

Ingin sekali menjelaskan dengan detail sekali pada yang bertanya langsung. Tapi ketika pertanyaan tersebut terlontar dari korporasi yang baru-baru ini dibentuk untuk menggawangi pengembangan baterai tanah air Indonesia, kok jadi menghela napas ya?

Nah, dari tabel di atas secara sekilas sepertinya pertanyaan tentang “NMC yang tidak pakai litium” sudah terjawab ya. Kalau sistemnya ion litium artinya di material katodanya hampir bisa dipastikan ada litium di sana. Hanya saja, untuk mempermudah penyebutan, diambil huruf-huruf “penting” saja untuk singkatannya. Sudah paham kan sekarang? Katoda NMC yang diekstrak bukan ion nikelnya, tapi tetap litiumnya.

Untuk pertanyaan selanjutnya tentang baterai silikon. Sepertinya pertanyaan ini hadir pasca presentasi HONOR di Mobile World Congress 2023 dan beberapa kesempatan lain yang cukup viral. Jawabannya mudah, istilah yang digunakan oleh pemapar dari HONOR di video tersebut merujuk hanya pada sistem anoda yang dipakai. Jadi alih-alih menyebut Li-ion battery, CEO HONOR, George Zhao menggunakan istilah graphite battery dan silicon-carbon battery. Di sini tanpa perlu mencari tahu lebih lanjut tentang apa material katoda yang digunakan, bisa disimpulkan bahwa baterai yang digunakan tetap Li-ion battery. Mengapa demikian? Karena grafit dan silikon-karbon tidak memiliki sumberdaya apapun yang bisa digunakan untuk menggerakkan sistem elektrokimia dalam baterai. Grafit dan silikon-karbon hanya merupakan host untuk ion litium yang bermigrasi dalam sistem baterai ion litium, tak peduli apapun sumber material katodanya.

Epilog edisi pertama

Sekarang dua dulu yang dibahas ya! Lain kali kita akan lanjutkan lagi ngobrol tentang mitos-mitos dan misconception lain tentang baterai, berdasarkan obrolan-obrolan dan pertanyaan unik dari berbagai sumber. Sampai jumpa di kesempatan selanjutnya!