Revolusi Energi & Komputasi Mutakhir

NASA berhasil mengekstrak oksigen dari tanah simulasi Bulan menggunakan teknologi karbotermal yang didukung oleh energi matahari dalam proyek Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD). Proses ini menghasilkan oksigen dan karbon monoksida sebagai produk samping yang penting untuk bahan bakar. Uji coba ini menggunakan solar concentrator, perangkat cermin presisi, dan software kontrol canggih untuk memproses tanah bulan simulant secara efisien. Kolaborasi dilakukan antara NASA dan perusahaan swasta seperti Sierra Space, NASA Glenn, Composite Mirror Applications, NASA Kennedy, dan NASA Johnson. Keberhasilan ini mengindikasikan bahwa produksi oksigen dan bahan bakar langsung di Bulan dan Mars memungkinkan eksplorasi berkelanjutan dengan biaya lebih rendah tanpa ketergantungan pasokan dari Bumi. Teknologi ini dapat menunjang misi Artemis dan perjalanan ke Mars di masa depan.

Para peneliti dari Tokyo Metropolitan University mengembangkan perangkat benchtop yang mampu mensimulasikan pengisian daya nirkabel dinamis (DWPT) untuk kendaraan listrik. Perangkat ini meniru pergerakan koil penerima kendaraan di atas koil pengirim dengan kecepatan hingga 40 km/jam. Perangkat menggunakan koil berbentuk kacang yang dipasang di bawah lengan yang dikontrol motor servo. Mereka menguji transmisi daya sebesar 3 kW dan juga menganalisis pengaruh misalignment antara koil yang sering terjadi di jalan. Perbandingan dengan trek tes asli menunjukkan hasil elektromagnetik yang serupa, membuktikan akurasi simulasi. Dengan perangkat benchtop ini, lab riset kecil dapat melakukan studi pengisian nirkabel tanpa perlu membangun trek mahal. Hal ini akan mempercepat pengembangan teknologi DWPT dan membantu mengurangi ukuran serta biaya baterai EV, sehingga mendorong adopsi kendaraan listrik secara lebih luas.

ZettaJoule menandatangani kesepakatan dengan Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES) untuk membangun reaktor gas berpendingin suhu tinggi, ZJ0, di Texas. Reaktor ini dapat memberikan panas proses hingga 950° Celsius dan berada di kampus Texas A&M di College Station. Teknologi reaktor ZJ0 didasarkan pada pengalaman aman bertahun-tahun dari Jepang dan akan menggabungkan keahlian Jepang dengan kepemimpinan Texas dalam energi inovatif. Selain itu, Texas A&M bakal menjadi satu-satunya universitas AS dengan lebih dari dua reaktor riset nuklir di kampus. Pembangunan ZJ0 membuka peluang riset dan aplikasi industri baru, seperti produksi bahan bakar sintetis dan hidrogen. Ini juga berpotensi menarik investasi riset dari berbagai perusahaan dan lembaga pemerintah penting, sehingga memperkuat posisi Texas sebagai pusat riset energi maju.

Proxima Fusion menandatangani memorandum untuk membangun stellarator demonstrasi pertama yang disebut Alpha di Garching, Jerman sebagai langkah awal menuju pembangkit listrik fusi komersial di Eropa. Kolaborasi tersebut melibatkan Free State of Bavaria, RWE, dan Max Planck Institute for Plasma Physics. Demonstrasi stellarator Alpha akan menjadi fasilitas pertama yang berhasil mencapai keuntungan energi bersih, dimana energi yang dihasilkan plasma melebihi energi yang dikonsumsi. Setelah Alpha, proyek pembangkit komersial Stellaris direncanakan di Gundremmingen, yang akan memperkuat ekosistem industri fusi di Bavaria. Proyek ini diharapkan dapat menciptakan ribuan pekerjaan serta kontrak manufaktur di sektor teknologi tinggi dan industri listrik. Langkah ini penting untuk mengurangi ketergantungan energi impor dan mewujudkan energi fusi sebagai bagian dari sistem energi Eropa di masa depan.

Para peneliti di Duke University menemukan bahwa metode pengujian transistor 2D dengan desain back-gated sering kali memberikan hasil kinerja yang dilebih-lebihkan hingga enam kali lipat. Mereka membandingkan pengujian back-gated dengan dual-gate untuk melihat perbedaan efek contact gating. Back-gated transistor menggunakan basis silikon sebagai gate yang memengaruhi tidak hanya channel semikonduktor, tapi juga bagian di bawah kontak logam, menurunkan resistansi dan meningkatkan arus listrik yang lewat. Hal ini tidak terjadi pada transistor komersial asli dimana gate hanya mengatur channel. Penemuan ini menunjukkan pentingnya menggunakan metode pengujian yang menyamai kondisi chip sebenarnya agar penilaian kinerja material 2D valid. Studi ini membuka jalan bagi pengembangan desain transistor dan material kontak yang sesuai untuk chip masa depan.

Tim peneliti dari Tianjin University dan South China University of Technology mengembangkan baterai organik fleksibel menggunakan polimer PBFDO yang memiliki kemampuan konduktivitas tipe-n. Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature dan menjadi terobosan penting khususnya untuk teknologi wearable. Baterai baru ini memiliki densitas energi sekitar 250 Wh/kg, melebihi baterai lithium iron phosphate dan sebanding dengan baterai kendaraan listrik komersial. Selain itu, baterai beroperasi dengan rentang suhu luar biasa dari -70°C sampai 80°C dan menunjukkan ketahanan terhadap kerusakan mekanis tanpa risiko kebakaran. Inovasi ini membuka peluang untuk baterai yang lebih aman, fleksibel, dan ramah lingkungan dengan ketergantungan bahan logam yang lebih rendah. Meski demikian, diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memastikan umur pemakaian dan kemampuan komersialisasi teknologi ini.

BYD sedang menguji sistem pengisian ultra-cepat Flash Charging dengan daya hingga 1.500 kW di Shenzhen. Sistem ini hanya bisa digunakan oleh kendaraan BYD yang mendukung pengisian daya di atas 1.000 kW seperti Tang 9 dan Seal 07. Pengujian menunjukkan kesiapan teknologi dan desain stasiun pengisian yang menyerupai pom bensin. Jaringan Flash Charging BYD menawarkan tarif 1,3 yuan per kWh dengan tambahan aplikasi khusus yang memudahkan pengisian tanpa pemindaian QR code. BYD juga memberikan insentif hingga 1.000 kWh listrik gratis per tahun bagi pembeli mobil kompatibel. Rencana ekspansi mencakup lebih dari 4.000 stasiun milik BYD sendiri dan mitra mencapai 15.000 lokasi. Inovasi ini menandai loncatan besar di pasar pengisian EV karena daya pengisian hampir tiga kali lipat dari Tesla V4 Supercharger. Ini berpotensi mempercepat adopsi kendaraan listrik dan memperkuat posisi BYD sebagai pemimpin teknologi pengisian daya di Tiongkok. Konsekuensinya, kompetisi global dalam pengisian dan pengembangan EV diperkirakan akan semakin ketat.

Para peneliti menemukan bahwa mengganti atom hidrogen biasa dengan isotop deuterium yang lebih berat dalam cacat kristal T center pada silikon secara signifikan meningkatkan efisiensi emisi foton tunggal. Temuan ini bertolak belakang dengan anggapan lama bahwa silikon tidak efisien untuk sumber cahaya kuantum. Mereka menggunakan silikon ultra-murni dan spektroskopi canggih pada suhu sangat rendah untuk mengamati efek isotop pada getaran ikatan C-H di dalam T center, menemukan bahwa deuterium menurunkan energi getaran dan menghambat peluruhan energi tanpa cahaya. Ini menghasilkan waktu hidup keadaan tereksitasi 5,4 kali lebih lama dan efisiensi hingga 98%. Penemuan ini membuka peluang bagi teknologi kuantum yang lebih efisien dan kompatibel dengan infrastruktur internet serat optik yang ada. Photonic Inc telah mulai mengadopsi teknologi ini dan studi lanjutan sedang dilakukan untuk memahami mode getaran dan dampaknya secara lebih komprehensif.

Para peneliti dari Fermilab dan MIT Lincoln Laboratory berhasil mengendalikan ion dalam perangkap ion dengan menggunakan elektronik kriogenik yang ditempatkan langsung di dalam ruang vakum. Elektronik ini beroperasi pada suhu sangat rendah untuk mengurangi kebisingan termal dan meningkatkan sensitivitas sistem. Hal ini merupakan langkah penting menuju komputer kuantum berbasis perangkap ion yang scalable. Kerja sama lintas lembaga DOE dan pusat riset nasional memungkinkan integrasi sirkuit kriogenik ultra-rendah daya yang dikembangkan Fermilab dengan platform perangkap ion milik MIT. Dengan mengganti kontrol elektronik di suhu ruang dengan chip yang berfungsi dalam lingkungan kriogenik, tim berhasil memindahkan dan mengontrol ion secara efektif. Teknologi ini menunjukkan kemampuan mengelola ribuan elektroda untuk sistem kuantum besar. Keberhasilan eksperimen ini membuka arah baru dalam pengembangan komputer kuantum besar dan efisien. Langkah berikutnya adalah menghubungkan elektronik kriogenik langsung dengan chip perangkap ion agar meningkatkan performa dan mengurangi kompleksitas sistem. Peluang pengembangan lebih lanjut dapat mempercepat masa depan komputer kuantum yang potensial dan revolusioner.

Peneliti China mengembangkan baterai lithium-ion dengan katoda organik fleksibel yang tahan suhu ekstrem dari sangat dingin hingga 80°C. Inovasi ini bertujuan mengatasi kelemahan baterai konvensional yang menggunakan mineral anorganik berisiko dan mahal. Tujuan utama adalah menciptakan baterai yang aman dan cocok untuk perangkat wearable serta lingkungan ekstrim. Bahan katoda organik yang digunakan stabil dan fleksibel, mengurangi risiko kebakaran serta memudahkan proses daur ulang. Penelitian ini melibatkan Xu Yunhua dan Huang Fei dari dua universitas ternama di China. Meski bahan organik biasanya memiliki konduktivitas rendah dan masalah kelarutan, riset ini berhasil mengatasi hambatan tersebut. Penemuan ini membuka jalan bagi penerapan baterai organik dalam penggunaan praktis di masa depan. Dengan kemampuan bekerja stabil pada suhu ekstrem, baterai ini berpotensi digunakan lebih luas di perangkat portabel dan kondisi lingkungan sulit. Kemajuan ini juga mendorong pengembangan teknologi baterai yang lebih ramah lingkungan dan aman.