Baterai bertenaga udara baru mencakup penghancuran mandiri bawaan untuk perangkat sensitif
Para peneliti di Rice University dan North Carolina State University telah mengembangkan baterai yang dapat diregangkan yang menyerap kelembapan dari udara untuk menghasilkan listrik, menghilangkan kebutuhan akan elektrolit cair konvensional sekaligus memberi daya pada perangkat wearable dan Internet of Things (IoT). Baterai yang diaktifkan dengan kelembapan (MAB) menggunakan anoda magnesium, katoda perak/perak klorida, dan membran selulosa yang mengandung garam litium klorida. Membran menyerap kelembapan dari udara sekitar, melarutkan garam untuk membentuk elektrolit yang memungkinkan baterai menghasilkan arus listrik. Karena baterai tetap tidak aktif di dalam kemasan tertutup, baterai dapat disimpan dalam waktu lama sebelum digunakan. Para peneliti mengatakan desain tersebut juga menghilangkan elektrolit beracun dan mudah terbakar yang biasa ditemukan pada baterai konvensional. Tim menunjukkan bahwa baterai dapat beroperasi bahkan di lingkungan dengan kelembapan rendah, sehingga cocok untuk aplikasi mulai dari monitor kesehatan yang dapat dikenakan dan robot mini hingga sensor jarak jauh. Didukung oleh kelembapan “Baterai kami menghilangkan elektrolit beracun dan mudah terbakar karena pada dasarnya menggunakan air asin,” kata Amay Bandodkar, asisten profesor teknik elektro dan komputer di North Carolina State University dan salah satu penulis penelitian tersebut. “Dan karena ia hanya aktif setelah terkena udara sekitar, ia tetap tidak aktif ketika berada dalam kemasan tertutup, sehingga umur simpannya lebih lama.” Tidak seperti kebanyakan baterai yang dapat diregangkan dan bergantung pada sambungan listrik berbentuk ular, desain baru ini mengambil inspirasi dari trenggiling. Baterai menggunakan struktur tumpang tindih seperti skala yang meminimalkan ruang kosong yang tercipta selama peregangan, membantu menjaga kepadatan energi saat menekuk, memutar, atau mengembang. “Mekanik memainkan peran penting dalam membuat baterai ini dapat diregangkan dan praktis,” kata Raudel Avila, asisten profesor teknik mesin di Rice University dan salah satu penulis studi tersebut. “Pemodelan kami mengungkapkan bagaimana tumpukan bioinspirasi dan interkonektor yang dapat diregangkan dapat mendistribusikan ulang deformasi ke seluruh baterai, menjaga kinerja saat ditekuk, dipelintir, dan diregangkan sekaligus meminimalkan ruang kosong yang biasanya mengurangi kepadatan energi.” Para peneliti menggunakan baterai tersebut untuk memberi daya pada oksimeter Bluetooth nirkabel hingga 30 jam, menunjukkan kinerja yang sebanding dengan baterai konvensional yang digunakan pada perangkat serupa. Penghancuran diri yang terintegrasi Selain memasok listrik, para peneliti mengintegrasikan “saklar mematikan” yang dipicu oleh kelembapan yang dirancang untuk menghancurkan perangkat elektronik jika dirusak. Mekanismenya menyimpan campuran kering bubuk aluminium dan yodium di dalam kompartemen tertutup. Jika seseorang mencoba membuka atau mengeluarkan perangkat, kompartemennya akan rusak, sehingga kelembapan yang terkumpul dapat mencapai bahan kimia. Reaksi yang dihasilkan menghasilkan panas yang cukup untuk membakar perangkat dan menghancurkan perangkat elektroniknya. Sebagai bukti konsep, para peneliti memasukkan sistem tersebut ke dalam sensor gas nirkabel. Seluruh perangkat, termasuk elektronik CMOS yang tertanam, hancur dalam waktu tiga menit setelah aktivasi. “Baterai ini lebih dari sekadar bukti konsep akademis; ini adalah sumber energi praktis yang mampu memberi daya pada IoT dan perangkat medis sehari-hari,” kata Abraham Vázquez-Guardado, asisten profesor teknik elektro dan komputer di North Carolina State University dan salah satu penulis penelitian tersebut. “Tingkat kinerja tersebut membuktikan teknologi baterai ini siap memberi daya pada perangkat dan aplikasi elektronik generasi baru.” Para peneliti juga mencatat bahwa baterai tersebut ringan, biokompatibel, dapat terurai secara hayati, dan dirancang menggunakan bahan tidak beracun, menjadikannya alternatif potensial untuk baterai lithium-ion untuk perangkat elektronik fleksibel dan perangkat medis sekali pakai. Studi ini dipublikasikan di Science Advances.
Diterbitkan : 2026-07-01 23:59:00
sumber : interestingengineering.com
