Para peneliti telah menghidupkan kembali teknologi baterai yang dipelopori oleh Thomas Edison, bukan untuk mobil seperti yang pernah ia bayangkan, namun untuk menstabilkan sumber energi terbarukan. Sebuah prototipe baru, yang dirinci dalam jurnal Small, mendemonstrasikan baterai besi-nikel yang dapat diisi ulang dalam hitungan detik dan bertahan lebih dari 30 tahun dengan penggunaan sehari-hari—lebih dari 12.000 siklus.
Era Listrik Awal dan Visi Edison
Kendaraan listrik bukanlah penemuan modern. Pada tahun 1900, jumlah mobil hibrida listrik melebihi jumlah model bensin di Amerika Serikat. Edison sendiri mematenkan baterai otomotif timbal-asam pada tahun 1901, hampir membuka jalan bagi abad ke-20 yang ditenagai oleh listrik. Namun, biaya yang lebih tinggi dan jangkauan yang terbatas (sekitar 30 mil) pada akhirnya menguntungkan mesin pembakaran internal. Upaya Edison selanjutnya untuk mengembangkan penerus besi-nikel tidak pernah terwujud sepenuhnya.
Pembangkit Listrik Baru Energi Terbarukan
Saat ini, dengan perubahan iklim yang mendorong peralihan ke energi terbarukan, konsep Edison yang ditinggalkan kini bangkit kembali. Baterai lithium-ion mendominasi pasar, namun baterai nikel-besi menawarkan keuntungan untuk penyimpanan energi skala jaringan. Para peneliti di UCLA telah menemukan bahwa teknologi ini unggul dalam lingkungan di mana pengisian cepat dan umur panjang sangat penting, seperti pembangkit listrik tenaga surya dan pusat data.
Biomimikri pada Skala Nano
Terobosan ini bergantung pada pendekatan yang terinspirasi dari bio. Tim yang dipimpin oleh Maher El-Kady dan Ric Kaner ini mengambil inspirasi dari bagaimana tulang dan cangkang terbentuk: protein memandu susunan mineral untuk menciptakan struktur yang kuat namun fleksibel. Mereka mengadaptasi prinsip ini dengan menggunakan protein yang berasal dari produk sampingan pengolahan daging sapi, diperkuat dengan graphene oksida, untuk merangkai atom nikel dan besi.
Prosesnya melibatkan pemanasan bahan untuk menghilangkan oksigen dari oksida graphene, menanamkan gugus logam ke dalam aerogel yang hampir 99% berisi udara. Hal ini secara signifikan meningkatkan luas permukaan, memungkinkan pengisian daya lebih cepat, efisiensi lebih tinggi, dan kapasitas penyimpanan lebih besar. Seperti yang dijelaskan El-Kady, “hampir setiap atom dapat berpartisipasi dalam reaksi” pada tingkat skala nano ini.
Melampaui Lithium: Alternatif Berkelanjutan
Baterai besi-nikel yang baru belum mampu menandingi lithium-ion dalam hal kepadatan energi untuk kendaraan. Namun pengisian ulang yang cepat, masa pakai yang lama, dan ketergantungan pada material yang melimpah—menghindari logam tanah jarang—menjadikannya ideal untuk menstabilkan jaringan energi terbarukan. Baterai tersebut dapat dengan cepat menyerap kelebihan tenaga surya di siang hari dan melepaskannya di malam hari, atau menyediakan daya cadangan untuk infrastruktur penting.
Inovasi ini mewakili lebih dari sekedar eksperimen kimia. Hal ini menunjukkan bahwa teknologi yang terabaikan dapat menemukan kehidupan baru dalam lanskap energi yang terus berkembang. Kesederhanaan prosesnya—mencampur bahan-bahan yang tersedia dan menggunakan panas—menunjukkan bahwa baterai yang terlupakan ini akan segera memberi energi pada masa depan yang lebih berkelanjutan.
