Tanya-Jawab Awam Tentang Baterai (III)

Halo para wise-reader kesayangan! Setelah artikel tanya-jawab awam tentang baterai part 2 rilis bulan lalu, sepertinya banyak rasa penasaran yang masuk ke daftar tunggu nih. Jadi, diputuskan bahwa tiga pertanyaan lain akan dibahas di part 3 ini. Nanti kalau rame lagi bisa lanjut part 4! Hahaha…

Sering dengar dan lihat tentang BESS, itu apa ya?

Wah, topik kali ini sedikit lebih tidak awam sepertinya. Karena pertanyaannya mengandung layer jawaban.

Apa bedanya aplikasi baterai untuk gadget, kendaraan listrik, dan BESS? Soalnya akhir-akhir ini sering dengar dan lihat tentang BESS.

Kayanya penanya sering banget ikut webinar atau hadir di diskusi-diskusi berkaitan tentang baterai. Bagus! Lanjutkan kisanak!

Gambaran umum BESS

Jadi gini, battery energy storage system (BESS) itu memiliki definisi yang serupa dengan battery energy grid storage (BEGS) atau battery storage power station. Pun juga singkatnya bisa disebut battery grid storage. Yaitu jenis baterai yang digunakan untuk aplikasi penyaluran energi ke rumah tangga atau industri. Kalau masih ingat tentang definisi penyimpan daya (energy storage) yang ada di tanya-jawab awam tentang baterai part 1, ini cukup dekat dengan definisi tersebut. Karena BESS ini kegunaan utamanya semacam genset dengan bahan bakar fosil di nikahan/event pengajian akbar/musik/promosi produk/dll., hanya saja berupa baterai dengan skala lebih besar dengan jangkauan listrik yang dialirkan akan lebih luas lagi.

Dan karena BESS ini biasanya stasioner dan jadi penghubung (titik grid) antara sumber listrik dengan yang membutuhkan (bisa rumah, bisa pabrik, atau apa saja). Kalau wise reader sekalian menuju ke artikel ini, dan lihat slide ke-5 di embedded PPT yang ada di sana, gambaran tentang grid cukup jelas.

Aplikasi baterai mobile devices vs. EVs vs. BESS

Lalu, apa bedanya aplikasi baterai untuk mobile device, electric vehicles (EVs), dan BESS? Coba perhatikan tabel di bawah ini!

^*)Energy density menunjukkan seberapa besar baterai mampu menyimpan energi pada sistem internalnya per unit massa (gravimetric) atau volume (volumetric). Gravimetric unit: Wh/Kg, Volumetric unit: Wh/L.

^**)Power density menunjukkan seberapa cepat energi dapat disalurkan dari baterai keluar sistem per unit massa atau volume. Gravimetric unit: W/Kg, Volumetric unit: W/L.

Pada BESS skala besar, biasanya memiliki energy density tinggi tapi tidak terlalu membutuhkan power density yang tinggi, sama halnya dengan gadget hanya saja skalanya lebih kecil. Sedangkan untuk EVs, energy dan power density ini sama pentingnya, sehingga perlu dijaga sesuai jenis EV. Untuk energy density serupa, bagi mobil sehari-hari tentu akan membutuhkan power density yang berbeda dengan mobil balap Formula E, pun juga mobil angkut seperti Tesla cyber truck. Untuk jenis battery cell dengan perbandingan energy dan power density, penjelasan lanjutannya dapat dilihat di laman web ini.

Aplikasi redox flow batteries

Sengaja di tabel ditaruh tentang flow batteries karena ada pertanyaan unik yang masuk juga tentang redox flow battery.

Redox flow battery (RFB) ini salah satu jenis baterai juga. RFB punya prinsip dasar elektrokimia sedikit berbeda dengan baterai jenis lainnya, energi disimpan dalam elektrolit cair yang sengaja “dialirkan” melalui sel elektrokimia. Kata kuncinya “dialirkan”, karena memang harus mengalir. Karena sumber energinya bisa dibilang besar, maka sangat cocok untuk aplikasi baterai dengan kebutuhan kapasitas yang besar dan stabilitasnya serta ketahanannya baik untuk charge-discharge berulang dalam waktu lama. Untuk gambaran cara kerjanya, bisa langsung menuju penjelasan singkatnya di sini.

Sedangkan untuk komponennya, tepat sekali, materialnya secara umum berupa vanadium pada vanadium redox flow batteries (VRFBs). Yang dimanfaatkan adalah ion vanadium dalam tingkatan oksidasi berbeda yang bertindak sebagai anoda dan katodanya. Sistem lainnya bisa juga menggunakan pasangan-pasangan Zn/Br atau Fe/Cr. Untuk elektrolitnya, RFBs menggunakan larutan yang mengandung spesies ion-ion dengan reaksi reduksi-oksidasi (redoks/redox) yang aktif. Pada VRFBs, vanadium sulfat (VSO₄(H₂O)_x dengan ketentuan 0 ≤ x ≤ 7, atau V₂(SO₄)₃) yang dilarutkan di dalam cairan pelarut berupa asam sulfat (H₂SO₄). Untuk sistem lainnya, bisa juga menggunakan zink bromida (ZnBr₂) untuk Zn/Br RFBs.

Beyond Li-ion batteries

Hehe, untuk pertanyaan ini, coba menuju ke artikel ini dan cari slide ke-19 sampai selesai di embedded PPT yang ada di sana. Beberapa contoh beyond Li-ion batteries, seperti Li-air dan metal–air batteries, Li-S, Na-ion, Mg-based battery, dan sistem Li-metal batteries yang orientasinya sudah menuju ke sistem elektrolit padat, infomasinya tersedia di sana. Pada slide-slide tersebut sudah ada list referensinya yang bisa ditelusuri. Hanya Al-ion batteries yang tidak ada di PPT tersebut. Tapi tenang, artikel review paper ini: [1], [2], dan [3] akan menjawab rasa penasaran wise reader sekalian.

Epilog edisi ketiga

Sepertinya rasa penasaran dari para wise reader semakin jauh ya. Karena pertanyaannya semakin beragam dan lebih variatif. Tentunya semakin membuat penulis harus belajar lebih jauh sebelum menjawab. Tapi tak apa, semakin besar tantangan pertanyaannya artinya kita akan sama-sama belajar bersama menelusuri tentang baterai lebih jauh lagi.

Sampai jumpa di edisi berikutnya!