Key Takeaways
- Baterai kuantum suatu hari nanti dapat merevolusi industri dengan menawarkan ukuran yang lebih kecil dan pengisian yang lebih cepat.
- Tetapi seorang ahli mengatakan bahwa baterai kuantum mungkin "bertahun-tahun atau puluhan tahun" jauh dari memberi daya pada ponsel Anda.
- Penelitian yang menjanjikan sedang dilakukan untuk mendapatkan lebih banyak dari kimia baterai Li-Ion.
Gadget Anda suatu hari nanti bisa mendapatkan peningkatan daya yang signifikan berkat mekanika kuantum.
Para peneliti telah mengumumkan terobosan dalam baterai kuantum yang pada akhirnya dapat merevolusi kinerja gadget. Baterai kuantum bisa lebih kecil dan mengisi daya lebih cepat daripada baterai saat ini. Teknologi baru ini hanyalah salah satu cara agar industri baterai siap untuk memikirkan kembali.
"Dari sudut pandang yang murni fungsional, kami menginginkan gadget yang lebih ringan dengan penyimpanan lebih banyak, dan teknologi baterai baru dapat memberikan kami berdua," Mark Falinski, seorang ilmuwan kelestarian lingkungan yang bukan bagian dari studi baru-baru ini, mengatakan kepada Lifewire dalam sebuah wawancara email.
Baterai Schrödinger?
Para peneliti di University of Adelaide di Australia mengklaim bahwa mereka telah mengambil langkah penting dalam mewujudkan baterai kuantum. Mereka mengatakan mereka membuktikan konsep penyerapan super, ide penting yang mendukung baterai kuantum, menurut sebuah studi yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Science Advances.
"Baterai kuantum, yang menggunakan prinsip mekanika kuantum untuk meningkatkan kemampuannya, membutuhkan waktu pengisian yang lebih sedikit jika semakin besar, " James Q. Quach, salah satu penulis studi tersebut, mengatakan dalam rilis berita. "Secara teoritis mungkin daya pengisian baterai kuantum meningkat lebih cepat daripada ukuran baterai, yang memungkinkan cara baru untuk mempercepat pengisian daya."
Untuk membuktikan konsep penyerapan super, tim membangun rongga mikro seperti wafer dengan ukuran berbeda yang berisi molekul organik. Setiap rongga mikro diisi menggunakan laser.
"Lapisan aktif rongga mikro mengandung bahan semikonduktor organik yang menyimpan energi. Yang mendasari efek penyerap super dari baterai kuantum adalah gagasan bahwa semua molekul bertindak secara kolektif melalui properti yang dikenal sebagai superposisi kuantum," kata Quach.
Superposisi kuantum, prinsip dasar mekanika kuantum, mengatakan bahwa seperti gelombang dalam fisika klasik, dua keadaan kuantum dapat ditambahkan bersama-sama ("superposisi"), dan hasilnya akan menjadi keadaan kuantum lain yang valid.
Tapi Falinkski memperingatkan bahwa baterai kuantum mungkin "bertahun-tahun atau puluhan tahun" lagi untuk memberi daya pada ponsel Anda.
"Dengan demikian, ada banyak investasi yang diajukan di ruang komputasi kuantum, dan jika investasi yang sama didorong ke depan dalam baterai kuantum, kami dapat membuat kemajuan nyata dengan kecepatan yang lebih cepat," tambahnya.
Kami mendekati batas teoretis tentang apa yang dapat disimpan dan digunakan kembali oleh baterai kami.
Menguatkan Inovasi
Kebutuhan akan teknologi baterai baru sangat besar. Pada tahun 2040, energi yang dikonsumsi oleh masyarakat diperkirakan akan meningkat sebesar 28 persen dari tingkat tahun 2015. Sebagian besar listrik masih akan berasal dari bahan bakar fosil dengan biaya yang terkait dengan lingkungan.
"Kami mendekati batas teoretis tentang apa yang dapat disimpan dan digunakan kembali oleh baterai kami," kata Falinski. "Baterai Lithium-Ion menjadi lebih baik dan lebih baik, tetapi kita sampai pada titik di mana fisika dan kimia tidak dapat meningkatkannya lebih banyak lagi."
Penelitian yang menjanjikan sedang dilakukan untuk mendapatkan lebih banyak dari bahan kimia baterai Li-Ion, termasuk bahan baru yang menjanjikan peningkatan kepadatan energi, kepadatan daya, masa pakai siklus, atau penurunan biaya, semuanya dalam berbagai tahap pengembangan, Craig Lawrence, seorang investor teknologi bersih yang memiliki latar belakang teknik baterai, mengatakan kepada Lifewire dalam sebuah wawancara email.
Baterai solid-state, teknologi baterai lithium-metal, dapat menawarkan kepadatan energi yang jauh lebih tinggi daripada Lithium-Ion, kata Lawrence.
"Kami memiliki daya komputasi yang hampir tak terbatas di saku kami, tetapi itu berguna selama baterai dapat membuatnya tetap berjalan," tambahnya. "Itulah kenapa kita tidak bisa memiliki smartphone yang tahan lebih dari sehari dengan charge atau drone yang bisa bertahan lebih dari 30-60 menit."
E-bikes adalah area lain yang membutuhkan perbaikan baterai. Pada tahun 2021, New York City saja melaporkan lebih dari 80 kebakaran terkait dengan sepeda listrik dan baterainya. ZapBatt telah menciptakan baterai e-bike lithium-titanate yang diklaim tahan api dan dapat terisi penuh dari 0% hingga 100% dalam 20 menit, bukan 6 jam biasa.
"Untuk konsumen individu, menunggu enam jam untuk pengisian baterai dan perlu mengganti baterai setiap tahun tidak nyaman dan tidak ramah lingkungan," Charlie Welch, CEO ZapBatt, mengatakan kepada Lifewire dalam sebuah wawancara email. "Dengan peningkatan besar dalam minat e-bike ini, teknologi baterai harus terus berkembang untuk mendorong lebih banyak penggunaan dan meningkatkan keamanan."
