Courtesy of InterestingEngineering

Baterai Organik Polimer 3D Terobosan Baru dengan Voltase Tinggi dan Umur Panjang

Mengembangkan baterai polimer organik berbasis zinc yang memiliki voltase tinggi, stabilitas siklus panjang, dan dapat diproduksi secara berkelanjutan untuk menjawab kebutuhan sumber energi yang aman, ramah lingkungan, serta efisien dalam penyimpanan energi.

24 Okt 2025, 01.21 WIB

310 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Baterai HAT-TP menunjukkan kinerja luar biasa dengan umur panjang dan stabilitas yang tinggi.
Desain polimer 3D merupakan strategi efektif untuk mengatasi tantangan dalam baterai zinc-organik.
Baterai organik dapat berkontribusi pada penyimpanan energi yang lebih aman dan ramah lingkungan.

Nanjing, China dan Singapura, Republik Singapura - Para ilmuwan dari China dan Singapura berhasil mengembangkan baterai organik berbasis zinc dengan teknologi polimer 3D yang inovatif. Baterai ini unik karena menggunakan polimer baru bernama HAT-TP yang berhasil mengatasi masalah utama baterai organik seperti pelarutan dan rendahnya konduktivitas. Ini menjadi kemajuan besar karena baterai organik biasanya rentan terhadap penurunan performa dan masa pakai yang pendek.

Baterai HAT-TP menunjukkan performa luar biasa dengan tegangan awal sebesar 1,32 volt dan mampu mempertahankan kapasitasnya hingga 93,4% setelah 40.000 siklus pengisian ulang. Angka ini merupakan salah satu yang terbaik di bidang baterai zinc-organik yang biasanya cepat mengalami penurunan kapasitas. Hal ini menunjukkan baterai ini sangat stabil dan tahan lama untuk penggunaan jangka panjang.

Struktur polimer 3D yang dipakai menggabungkan molekul hexaazatrinaphtylene dan hexaaminotriptycene membentuk kerangka berpori yang dapat menahan pelarutan ion dan meningkatkan titik aktif elektrokimia. Dengan begitu, baterai ini dapat melakukan proses transfer lima elektron dengan mekanisme ko-inserti ion Zn²⁺ dan H⁺ secara reversibel. Ini jadi kunci untuk mendapatkan kinerja redoks tinggi sekaligus menjaga stabilitas baterai.

Energi spesifik baterai ini mencapai 192,8 watt-jam per kilogram dengan efisiensi Coulomb mendekati 100%, menjadikannya sebagai kandidat kuat untuk penyimpanan energi skala besar dan aplikasi elektronik yang ringan dan ramah lingkungan. Peneliti berharap teknologi ini bisa diterapkan lebih luas dan menggantikan baterai berbahan logam berat yang polutif dan mahal.

Terobosan ini juga membuka kemungkinan menggunakan desain polimer 3D untuk baterai lain seperti lithium-sulfur dan sodium. Dengan rekayasa molekuler yang tepat, baterai ramah lingkungan dan efisien ini bisa jadi jawaban masa depan penyimpanan energi yang aman, tahan lama, dan berkelanjutan untuk kebutuhan sehari-hari hingga industri besar.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/3d-organic-polymer-battery-record-lifespan

Analisis Ahli

Prof. John Goodenough

"Pendekatan ko-inserti ion Zn²⁺ dan H⁺ dalam struktur polimer 3D ini bisa menjadi kunci untuk mencapai kombinasi optimal antara kestabilan, kapabilitas muatan, dan efisiensi energi yang sulit dicapai oleh baterai organik sebelumnya."

Dr. Yet-Ming Chiang

"Kombinasi infrastruktur molekuler yang rumit dan mekanisme multi-elektron pada baterai zinc-organik ini menunjukkan langkah penting dalam produksi baterai yang ramah lingkungan dan scalable secara industri."

Analisis Kami

"Penemuan ini menunjukkan bahwa pendekatan material berbasis polimer 3D bisa menjadi game-changer dalam penyimpanan energi berkelanjutan, menghilangkan banyak batasan baterai organik konvensional. Dengan stabilitas dan efisiensi yang tinggi, baterai ini sangat berpotensi menggantikan baterai berbasis logam berat yang selama ini digunakan, sekaligus mendukung transisi energi hijau secara global."

Prediksi Kami

Pengembangan baterai organik dengan desain polimer 3D seperti HAT-TP akan membuka era baru penyimpanan energi yang ramah lingkungan dan dapat digunakan secara luas dalam aplikasi grid, elektronik fleksibel, serta mempercepat inovasi di baterai lithium-sulfur dan sodium.

Pertanyaan Terkait

Apa itu baterai organik dan mengapa dianggap penting?

Baterai organik adalah jenis baterai yang menggunakan bahan organik dan dianggap penting karena ringan, dapat didaur ulang, dan bebas dari logam beracun.

Siapa tim peneliti yang terlibat dalam pengembangan baterai HAT-TP?

Tim peneliti terdiri dari ilmuwan dari Nanjing University of Posts and Telecommunications, National University of Singapore, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, dan A*STAR.

Apa keunggulan utama dari baterai HAT-TP yang dikembangkan?

Keunggulan utama dari baterai HAT-TP adalah voltase awal yang tinggi, umur panjang lebih dari 40.000 siklus, dan efisiensi hampir 100%.

Bagaimana struktur 3D polimer berkontribusi pada kinerja baterai?

Struktur 3D polimer meningkatkan jumlah situs elektroaktif dan mengurangi masalah kelarutan, yang berkontribusi pada kinerja baterai yang lebih baik.

Apa dampak potensial dari baterai HAT-TP bagi penyimpanan energi?

Baterai HAT-TP dapat membuat penyimpanan energi berskala besar lebih aman dan berkelanjutan, serta cocok untuk aplikasi elektronik fleksibel dan wearable.