Bagaimana Sel Bahan Bakar Meningkatkan Keberlanjutan Baterai Lithium

2025-03-26

Suhu atmosfer yang menghangat telah mengancam keanekaragaman hayati, menyebabkan permukaan laut naik, dan mengubah cuaca sedemikian rupa sehingga perubahan iklim drastis kini dapat terdeteksi pada hari tertentu. Ilmuwan lingkungan dan insinyur sedang bekerja untuk meningkatkan efisiensi energi, keandalan, dan keamanan, dan energi terbarukan telah menjadi landasan pembangunan berkelanjutan.

Penelitian saat ini tentang baterai lithium-ion dan sel bahan bakar hidrogen semakin menarik minat para ilmuwan dan publik. Pada tahun 2025, pasar baterai lithium-ion global diperkirakan akan tumbuh menjadi US$100 miliar; pada saat yang sama, pasar sel bahan bakar hidrogen global juga diperkirakan akan melampaui US$10 miliar.

Penelitian tentang solusi dekarbonisasi yang menjanjikan berfokus pada penanganan tantangan yang terkait dengan penggunaan baterai lithium-ion dan sel bahan bakar hidrogen untuk mendekarbonisasi industri otomotif.

Dengan meningkatnya popularitas kendaraan listrik, produksi baterai lithium-ion meroket. Pada saat yang sama, sel bahan bakar hidrogen sering digunakan sebagai sumber energi untuk penyimpanan energi dalam transportasi, bangunan, dan sistem jaringan.

Mengoperasikan kendaraan listrik lebih berkelanjutan dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, tetapi baterai lithium-ion mengandung bahan katoda lithium, kobalt, grafit, dan nikel yang melalui proses ekstraksi dan manufaktur yang menghasilkan gas rumah kaca. Baterai ini dirancang untuk menyimpan lebih banyak daya dalam perangkat yang lebih kecil, sehingga juga meningkatkan risiko terbakar jika terkena tekanan atau pecah.

Sel bahan bakar adalah sumber energi alternatif yang lebih aman dan bebas emisi. Perangkat net-zero menghasilkan listrik melalui reaksi kimia, dengan hidrogen sebagai reaktan utama.

Sel Bahan Bakar: Meningkatkan Efisiensi Daya Baterai Lithium

Kedua teknologi canggih ini tidak saling eksklusif, karena sel bahan bakar memiliki potensi untuk meningkatkan daya baterai lithium-ion. Dalam kasus kendaraan listrik, sel bahan bakar hidrogen dapat meningkatkan jarak tempuh dan mengatasi masalah pengisian ulang, sambil mengurangi emisi gas rumah kaca yang terkait dengan baterai lithium-ion.

Selain menggunakan hidrogen untuk menghasilkan dan menyimpan listrik, sel bahan bakar dapat meningkatkan sistem tenaga baterai lithium-ion dengan cara berikut:

1. 1. Menghasilkan listrik net-zero untuk menyalakan mobil dan aksesori kendaraan 2. Menyimpan energi untuk pengereman regeneratif dan menambahkan motor traksi listrik untuk menggerakkan roda 3. Mengisi baterai cadangan Baterai lithium-ion akan selalu menjadi komponen kunci dalam kendaraan listrik, tidak peduli bagaimana sumber daya dan mesin diintegrasikan, tetapi mereka tidak sempurna. Kendaraan listrik yang hanya menggunakan sel bahan bakar hidrogen juga menghadapi beberapa tantangan.

Baterai lithium-ion dan sel bahan bakar hidrogen secara inheren tidak mampu beroperasi dalam jarak jauh di bawah beban berat, membuat percepatan dan pengereman semakin sulit. Kendaraan listrik sel bahan bakar hidrogen juga memiliki masalah keluaran daya yang tidak stabil selama percepatan. Namun, karena sel bahan bakar hidrogen dapat menghasilkan dan menyimpan listrik sendiri, ada banyak ruang untuk memanfaatkan potensi penuh mereka untuk melengkapi energi baterai lithium.

Di saat perubahan iklim yang dramatis, keberlanjutan tidak pernah sebesar ini pentingnya – transisi ke transportasi net-zero adalah area ideal untuk mulai mengurangi emisi gas rumah kaca. Pengembangan sel bahan bakar hidrogen dapat memfasilitasi pengembangan baterai lithium-ion, sehingga membentuk masa depan energi otomotif yang ramah lingkungan.