Transformasi Teknologi: Nano, Energi, dan Robotika

Donut Lab merilis uji independen ketiga yang menunjukkan Donut Battery mampu mempertahankan 97,7 persen muatan setelah 10 hari tidak digunakan. Uji ini dilakukan oleh VTT Technical Research Centre of Finland dan memvalidasi status baterai solid-state Donut sebagai produk siap produksi untuk kendaraan listrik. Dalam uji tersebut, baterai diisi hingga 50 persen kapasitas dan dibiarkan diam selama 240 jam. Setelahnya, baterai masih mampu memberikan 12,029 Ah dari kapasitas awal 13,335 Ah, menunjukkan penurunan muatan yang sangat kecil dan tegangan baterai cukup stabil setelah 10 hari. Hasil ini membantah spekulasi bahwa Donut Battery adalah superkapasitor yang kehilangan muatan dengan cepat saat diam. Keandalan ini diharapkan memperkuat posisi baterai solid-state sebagai teknologi unggulan untuk kendaraan listrik dengan performa tinggi dan pengisian cepat.

Donut Lab mengumumkan baterai solid-state yang diklaim memiliki kapasitas dan kemampuan pengisian cepat sangat tinggi namun muncul spekulasi bahwa itu hanya superkapasitor. VTT Technical Research Centre of Finland melakukan pengujian untuk melihat retensi energi baterai tersebut selama 10 hari idle. Pengujian menunjukkan baterai retain 97,7 persen energi setelah 10 hari, dengan penurunan tegangan minor di jam pertama sebagai stabilisasi kimia. Performa ini berbeda jauh dengan superkapasitor yang kehilangan energi jauh lebih cepat dan menunjukkan bahwa baterainya memang berperilaku seperti baterai sebenarnya. Hasil ini mendukung klaim Donut Lab tentang kapasitas 400 Wh/kg, pengisian cepat, dan siklus panjang baterai yang jauh melebihi baterai lithium-ion saat ini. Meski demikian, masih diperlukan pengujian lanjutan terutama tentang detail kimia dan penanganan masalah dendrit untuk validasi penuh teknologi ini.

Donut Lab mengumumkan baterai solid-state baru yang diklaim memiliki performa tinggi dan menimbulkan spekulasi bahwa perangkat tersebut sebenarnya superkapasitor yang hanya menyimpan energi jangka pendek. Perusahaan menanggapi spekulasi ini dengan melakukan serangkaian pengujian independen untuk membuktikan klaimnya. VTT Technical Research Centre of Finland menguji baterai tersebut selama 10 hari dalam kondisi diam dan menemukan bahwa baterai mampu mempertahankan 97,7% energi dengan voltase yang relatif stabil. Hasil ini menunjukkan karakteristik baterai yang berbeda dengan superkapasitor yang biasanya kehilangan energi lebih cepat. Jika klaim ini terus terbukti, teknologi ini bisa menjadi terobosan besar dalam industri baterai, terutama untuk kendaraan listrik yang memerlukan kapasitas besar, pengisian cepat, dan daya tahan tinggi. Masih ada beberapa aspek teknis yang harus dijelaskan lebih lanjut, seperti komposisi kimia dan solusi untuk dendrit.

RTX berhasil mengoperasikan sistem mesin dan baterai hybrid-listrik pada daya penuh untuk pertama kalinya sebagai terobosan penting dalam teknologi penerbangan regional. Sistem ini menggunakan mesin termal dari Pratt & Whitney Canada serta motor listrik 1 MW dari Collins Aerospace dan baterai 200 kWh dari H55 sebagai komponen utama. Kombinasi mesin termal untuk fase jelajah dan motor listrik untuk takeoff, taxi, dan climb membantu meningkatkan efisiensi bahan bakar sekitar 30%. Teknologi baterai sudah diuji dengan aman selama 2.000 jam penerbangan dan dilengkapi fitur keselamatan canggih untuk mengatasi risiko tegangan tinggi. Keberhasilan uji ini membuka peluang pengembangan pesawat regional yang lebih hemat bahan bakar dan ramah lingkungan, dengan rencana pengujian terbang menggunakan pesawat modifikasi De Havilland Canada Dash 8-100. Langkah selanjutnya adalah pengujian darat dan terbang berkelanjutan untuk mematangkan teknologi.

Para insinyur Northwestern University mengembangkan robot modular berbasis AI yang dapat bergerak, melompat, dan beradaptasi secara mandiri di berbagai medan. Robot ini terdiri dari modul otonom yang bisa bergabung untuk membentuk sistem yang lebih kompleks dan atletis. Setiap modul memiliki komponen penting seperti sirkuit, baterai, dan motor sehingga bisa beroperasi sendiri. Tim peneliti menggunakan algoritma evolusi AI untuk merancang bentuk robot yang efisien, menghasilkan desain unik yang menyerupai gerakan alam seperti lumba-lumba dan kadal. Robot ini bisa terus berjalan meski mengalami kerusakan serius karena modul yang terputus tetap dapat beroperasi sendiri dan bergabung kembali. Prototipe diuji di luar ruangan dalam berbagai kondisi medan alami seperti pasir dan akar pohon. Penemuan ini membuka kemungkinan robot masa depan yang mampu memperbaiki diri dan beradaptasi dengan cepat di lingkungan ekstrem tanpa campur tangan manusia. Kemampuan seperti ini sangat penting untuk misi eksplorasi luar ruangan, operasi penyelamatan, dan aplikasi industri berat. Robot modular ini juga membawa pendekatan baru dalam desain robot yang terus berkembang melalui simulasi komputer.

Para ilmuwan di Amerika Serikat menemukan metode baru yang menggunakan medan listrik untuk mengendalikan aliran panas dalam bahan keramik ferroelectric relaxor. Metode ini membuat phonon, getaran atom yang membawa panas, bergerak lebih lama dan lebih jauh searah medan listrik, sehingga meningkatkan efisiensi aliran panas. Penelitian yang melibatkan Oak Ridge National Laboratory dan universitas serta perusahaan terkait menggabungkan data neutron-scattering dengan pengukuran konduktivitas termal untuk mengonfirmasi peningkatan mendekati 300 persen. Metode ini jauh lebih efektif dibandingkan peningkatan 5-10 persen hasil penelitian sebelumnya. Hasil penelitian ini signifikan untuk berbagai teknologi tinggi seperti pendingin elektronik tanpa bagian bergerak, konverter energi, dan sirkuit berbasis chip. Penemuan ini membuka peluang pengembangan teknologi solid-state yang efisien dalam manajemen panas dan pemanfaatan limbah panas industri.

Horse Powertrain meluncurkan Amorphous Motor, motor inovatif dengan efisiensi 98,2% yang menggunakan baja amorf untuk motor hibrida dan EV. Motor ini memiliki laminasi baja setebal 0,025 mm yang jauh lebih tipis dibandingkan motor konvensional. Baja amorf memiliki struktur atom tidak teratur sehingga mengurangi kerugian magnetik hingga 50% pada stator motor. Motor ini mampu menghasilkan daya maksimum 140kW dan torsi 360Nm dengan efisiensi tinggi yang membantu mengurangi penggunaan bahan bakar. Dengan efisiensi tinggi ini, Amorphous Motor dapat mengurangi konsumsi bahan bakar kendaraan hibrida sebesar 1%. Motor ini mendukung pengembangan kendaraan listrik dan hibrida yang lebih ramah lingkungan dalam upaya dekarbonisasi industri otomotif.

Peneliti di China berhasil mengembangkan perangkat yang mampu menghasilkan pasangan foton dengan kemurnian 98,3%, menjadikannya salah satu sumber foton-pair terbaik berbasis solid-state. Perangkat ini menggabungkan quantum dot di dalam cavity optik yang memanfaatkan efek Purcell untuk mempercepat emisi foton dan teknik eksitasi khusus untuk mengarahkannya ke keadaan dark exciton. Dengan mengarahkan elektron ke dark exciton, perangkat dapat membentuk keadaan biexciton yang mengeluarkan dua foton dalam cascade berturut-turut. Hasil eksperimen menunjukkan efisiensi pasangan foton sebesar 29,9% dan nilai korelasi g²(0) sebesar 3,97, menandakan emisi kuat dan sangat murni. Ini berbeda dari sumber pasangan foton tradisional berbasis kristal non-linear yang bersifat probabilistik dan kurang efisien. Walaupun kini perangkat hanya bisa beroperasi pada suhu sangat rendah (di bawah 10 kelvin), penelitian ini merupakan langkah penting menuju sumber pasangan foton on-demand aplikasi nyata. Rencana penelitian selanjutnya berfokus pada peningkatan suhu operasi dan kualitas pasangan foton, yang jika berhasil, dapat memperluas aplikasi di bidang komputasi kuantum, komunikasi aman, sensor kuantum, dan pencitraan medis.

Para peneliti di Tuskegee University mengembangkan layar surya berbahan kristal fotonik yang dapat memantulkan laser dengan efisiensi tinggi tanpa mengalami panas berlebih. Layar ini dibuat dari pilar germanium, lubang udara, dan polimer dengan pola nanostruktur yang membentuk photonic band gap. Uji coba menunjukkan reflektivitas 90% pada panjang gelombang 1,2 µm saat mendapat laser 100 kW, cukup baik untuk aplikasi sistem propulsi eksperimental. Layar ini memungkinkan cahaya laser dipantulkan untuk menghasilkan daya dorong sementara cahaya matahari melewati layar tanpa meningkatkan panas. Inovasi ini memungkinkan pengembangan layar ringan dan tahan panas yang bisa memberikan dorongan kontinu dengan potensi percepatan ratusan meter per detik dalam satu jam. Teknologi ini berpotensi meningkatkan misi ruang angkasa dengan metode propulsi ramah bahan bakar dan hemat biaya.

Para ilmuwan Tiongkok berhasil mengembangkan perangkat yang bisa memancarkan pasangan foton dengan tingkat kemurnian dan efisiensi sangat tinggi. Ini merupakan terobosan di bidang optik kuantum yang dapat mengubah persaingan teknologi kuantum. Penelitian ini mengatasi tantangan lama dalam menghasilkan sumber foton ganda yang handal. Perangkat baru ini dapat memancarkan 98,3% foton dalam bentuk pasangan dengan efisiensi 29,9% di bawah kondisi eksitasi pulsa. Tim peneliti dari Beijing Academy of Quantum Information Sciences bekerja sama dengan Chinese Academy of Sciences dan mendapatkan apresiasi dari ahli internasional. Efisiensi ini adalah yang terbaik di dunia dan sangat signifikan bagi perkembangan perangkat kuantum. Penemuan ini mengarah pada kemungkinan aplikasi yang lebih baik dalam pencitraan medis yang lebih tajam, enkripsi yang tidak dapat ditembus, dan sensor generasi berikutnya. Dengan menggunakan dua foton, resolusi spasial dalam pengukuran dapat menjadi dua kali lebih baik dibandingkan dengan satu foton. Ke depannya, teknologi ini bisa mempercepat kemajuan dalam bidang kuantum dan aplikasi teknologi terapan lainnya.