Material Baterei Mobil Listrik

Komputasi material merupakan suatu proses pemodelan dari sebuah produk sebelum fabrikasi. Dengan adanya teknologi komputasi material, kini tidak lagi diperlukan banyak bahan untuk melakukan penelitian dari suatu produk, sehingga bisa menghemat banyak biaya. Bayangkan saja, dalam perancangan suatu produk, tentu terdapat banyak didapatkan desain yang tidak memenuhi standar yang diharapkan atau disebut produk gagal. Dengan contoh yang sederhana saja, misalnya, dalam 1 mol atom terdapat kemungkinan posisi sebanyak 6 x 1023 posisi. Berapa banyak kemungkinan bila produk tersebut disusun dari banyak unsur, tentu dapat mencapai miliaran. Oleh karena itu, dilakukan simulasi terlebih dahulu dengan mecoba susunan yang berbeda-beda. Keberadaan komputasi material akan sangat berguna untuk memunculkan bahan-bahan baru yang mempunyai sifat yang sesuai dengan yang kita inginkan.

Komputasi material merupakan salah satu bidang yang digeluti oleh professor Hermawan K. Dipojono. Beliau merupakan orang yang memiliki pengaruh besar pada perkembangan komputasi material di Indonesia, karena beliau yang pertama memperkenalkan modelling & simulation di dalam negeri. Beliau yang dulu juga pernah menjabat sebagai Dekan Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung ini masih sangat aktif di bidang komputasi material. Dalam pidatonya saat penetapan beliau sebagai professor, beliau membahas mengenai Fuel-Cell dan Battery. Fuel-Cell itu merupakan suatu sel yang dapat memproduksi listrik bila terpapar sinar matahari. Kalau dalam skala industri biasanya digunakan Solid-Oxyde Fuel-Cell, yang memiliki kapasitas pasokan listrik yang besar, sementara untuk skala rumahan biasanya digunakan panel-panel surya biasa. Berbeda dari Fuel-Cell, Battery merupakan suatu energy storage, sehingga jika energi yang disimpannya habis, harus dilakukan pengisian ulang agar Battery dapat digunakan kembali. Tetapi, baik Fuel-Cell maupun Battery memiliki masalahnya masing-masing. Dalam Fuel-Cell diperlukan platina sebagai elektroda, sementara platina itu sangat mahal karena kelimpahannya di bumi tergolong kecil. Akibatnya, harga yang harus dikeluarkan untuk Fuel-Cell menjadi mahal. Sementara untuk Battery, masih belum ditemukan elektrolit terbaik, yang dapat meningkatkan efisiensi, dan mencegah kebocoran. Nah, dari permasalahan inilah para peneliti sedang berlomba-lomba untuk membuat sumber energi dari Hidrogen, yang kelimpahannya terbesar di bumi, yaitu dari air (H2O). Disinilah komputasi material dibutuhkan untuk mendesain suatu bahan untuk mengekstrak Hidrogen dari air. Karena peran penting komputasi material dalam pembuatan battery itulah beliau sekarang diamanahkan dalam proyek mobil listrik nasional yang sedang digalakan oleh pemerintah pusat.

Proyek besar pemerintah ini tidak hanya diemban oleh Teknik Fisika ITB saja. Teknik Mesin dan Teknik Elektro juga ikut mengurusi permasalahan mengenai engine mobil itu akan seperti apa dan electrical system yang digunakan seperti apa. UGM dan UI juga ikut serta dalam proyek besar ini. Namun Teknik Fisika ITB mendapat jatah untuk pengembangan baterai mobil listrik tersebut. Perlu dilakukan berbagai percobaan untuk menemukan susunan yang terbaik untuk bateri ini, dan lagi-lagi diperlukan komputasi material dan pendesainan dalam proses ini. Hal ini dilakukan agar dapat mendapat hasil yang terbaik tanpa menghabiskan uang untuk membuat suatu produk yang akhirnya dikatakan gagal. Apalagi proyek ini merupakan proyek pemerintah sehingga pembiayaan risetnya juga dari pemerintah.

Professor Hermawan K. Dipojono menyatakan jika kita memiliki sebuah mobil listrik, lalu kita lepas baterainya, harga dari baterai tersebut akan lebih mahal daripada mobil tersebut. Nah, dapat dilihat bahwa baterai merupakan suatu komponen yang penting dalam sebuah mobil listrik. Baterai yang dipakai tersebut harus memiliki sifat-sifat yang ideal bagi sebuah mobil listrik. Misalnya, baterai tersebut harus dapat diisi ulang dengan cepat, tetapi energi yang disimpannya harus tahan lama. Lalu baterai tersebut harus mampu menghasilkan tenaga yang besar dan mampu dipakai dalam jarak jauh. Jika dilihat dari keistimewaannya dan permintaan yang besar dari masyarakat, baterai ini memiliki nilai jual yang sangat mahal, dan nilai paten yang tinggi. Mengingat tuntutan-tuntuan yang diinginkan masyarakat adalah seperti pengisian cepat, kuat, mampu digunakan dalam jarak jauh, serta usia baterai yang lama, permasalahannya terletak pada pemilihan komponen yang tepat untuk baterai. Komponen penyusun baterai yang sekarang banyak digunakan adalah Lithium, karena kelimpahannya masih banyak di alam dan perrma dianggap mencukupi untuk kebutuhan sekarang. Akan tetapi, zaman terus berkembang, sehingga kebutuhan masyarakat pun semakin bertambah, dan dibutuhkan sebuah sumber baru untuk menunjang pasokan energi. Begitu pula untuk baterai yang digunakan mobil listrik. Masyarakat menginginkan pengisian ulang selama 15 menit, tetapi dapat digunakan untuk jarak 100 kilometer. Sebenarnya ada cara agar pengisian ulang menjadi cepat, yaitu dengan meningkatkan mobile conductivity komponen baterai. Dengan mobile conductivity yang tinggi, elektron dapat berpindah dengan cepat sehingga proses pengisian ulang pun jauh lebih cepat. Tetapi harus diingat pula agar baterai tidak memiliki kebocoran yang besar, sehingga daya tahannya lama, dibutuhkan suatu rancangan yang sifatnya insulated. Rancangan yang terbaik adalah crystalyn state, dimana insulasinya mendekati maksimal. Namun, pada crystalyn state, mobile conductivity komponen akan turun. Dengan adanya implikasi seperti ini, harus dicari suatu keadaan yang dapat memberikan insulasi dan mobile conductivity yang maksimal. Jawabannya ada pada baterai Hidrogen yang didapat dengan cara menguraikan air menjadi komponen-komponen penyusunnya. Dengan hanya memasukkan elektroda ke dalam air dan memaparkannya dengan sinar matahari, air akan langsung terurai. Inilah impian para peneliti di dunia, karena selain air masih sangat banyak di bumi, hampir tidak ada polusi yang dihasilkan. Diharapkan nantinya mobil listrik yang telah diproduksi ini tidak perlu menggunakan bahan bakar minyak untuk menggenerate listrik karena masih ada sumber energi lain seperti gas alam, dan sinar matahari yang gratis, apalagi beberapa sumber energi alam dapat langsung dipakai untuk mengisi baterai mobil listrik tanpa harus dilakukan konversi terlebih dahulu.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *