Para peneliti mengembangkan sel bahan bakar pertama di dunia yang menggunakan baja tahan karat, yang mampu memberi daya pada ponsel pintar selama seminggu dan memperpanjang waktu penerbangan drone selama lebih dari satu jam.
Selama dekade terakhir, teknologi seluler telah berkembang pesat. Ponsel pintar, jam tangan pintar, kamera, dan drone kini menjadi lebih cerdas dan canggih dibandingkan sebelumnya.
Namun, perkembangan teknologi ini selalu menghadapi satu tantangan besar: pasokan energi.
Dengan penerapan material baja yang inovatif, keterbatasan ini dapat segera diatasi, sehingga menciptakan solusi daya generasi baru untuk perangkat elektronik masa depan.
Teknologi Baterai-Lebih Tahan Lama
Para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Pohang di Korea Selatan, dipimpin oleh Profesor Gyeong Man Choi dan peneliti doktoral Kun Joong Kim, mengembangkan sel bahan bakar jenis baru dengan menggabungkan baja tahan karat berpori dengan-elektrolit film tipis dan elektroda dengan kapasitas termal minimal.
Desain baru ini menawarkan daya tahan yang lebih baik dan masa pakai lebih lama dibandingkan baterai litium-ion tradisional.
Sel bahan bakar dapat memberi daya pada ponsel cerdas selama satu minggu setelah sekali pengisian daya.
Para peneliti mengembangkan sel bahan bakar oksida padat mini (SOFC) yang dapat menyediakan energi yang cukup untuk mengoperasikan ponsel pintar selama kurang lebih satu minggu dan drone selama lebih dari satu jam.
Mereka juga menyarankan bahwa berdasarkan keunggulan strukturalnya, teknologi ini berpotensi dikembangkan menjadi sel bahan bakar yang lebih besar dan lebih terjangkau untuk-sistem tenaga otomotif generasi berikutnya.
Menggunakan elektrolit oksida, sel bahan bakar mentransfer ion oksigen ke elektroda bahan bakar, mengubah hidrogen menjadi energi listrik.
Sel bahan bakar oksida padat miniatur tradisional sering menggunakan silikon sebagai bahan pendukung. Namun, ketidaksesuaian termal antara bahan silikon dan elektrolit dapat menyebabkan degradasi yang cepat selama pengoperasian.
Inti Baja Tahan Karat
Untuk mengatasi keterbatasan ini, Profesor Choi memilih desain berdasarkan baja tahan karat berpori.
Dibandingkan dengan struktur-berbasis silikon, desain baja tahan karat meningkatkan kinerja dan daya tahan sel bahan bakar.
Menurut Profesor Choi dan tim penelitinya, baja tahan karat dipilih karena stabilitas termodinamika yang sangat baik, kekuatan mekanik, dan ketahanan terhadap reaksi oksidasi dan reduksi.
Untuk perangkat energi tingkat lanjut seperti sistem-SOFC mikro, pemilihan material sangatlah penting. Produk baja tahan karat seperti Pelat Baja Tahan Karat 304 banyak digunakan dalam aplikasi presisi karena ketahanan terhadap korosi, sifat mekanik, dan kinerja fabrikasi yang seimbang.
Sementara itu, Pelat Baja Tahan Karat 316 memberikan peningkatan ketahanan terhadap korosi karena kandungan molibdenumnya, sehingga cocok untuk lingkungan yang lebih menuntut yang memerlukan stabilitas material.
Manufaktur Baja Tahan Karat Tingkat Lanjut untuk Aplikasi Energi
Miniatur sel bahan bakar diproduksi menggunakan proses tape casting dan laminasi (TCL), sebuah teknik yang mirip dengan pencetakan 3D yang memungkinkan produksi struktur lapisan tipis-secara presisi.
Penggunaan Lembaran Baja Tahan Karat memungkinkan para insinyur mengembangkan komponen yang ringan dan presisi tinggi dengan tetap menjaga kekuatan struktural.
Untuk-teknologi energi generasi berikutnya, produsen semakin membutuhkan material yang menggabungkan:
- Kekuatan tinggi
- Stabilitas termal
- Ketahanan korosi
- Kontrol dimensi yang tepat
Persyaratan ini menjadikan baja tahan karat sebagai pilihan material penting untuk aplikasi elektronik canggih dan-energi.
Masa Depan Tenaga Portabel
Penelitian yang dipublikasikan di Scientific Reports menunjukkan bahwa sel bahan bakar oksida padat mini (mikro-SOFC) yang dirancang-film-tipis dapat mencapai energi spesifik dan kepadatan energi yang lebih tinggi.
Jika berhasil dikomersialkan, teknologi ini dapat menggantikan sebagian baterai litium pada perangkat elektronik portabel.
Para peneliti menjelaskan bahwa teknologi baterai ini cocok untuk perangkat elektronik portabel yang membutuhkan kepadatan daya tinggi dan siklus termal yang cepat.
Meskipun ponsel pintar, laptop, perangkat wearable, dan drone diperkirakan akan menjadi aplikasi utama, namun potensi penggunaannya jauh melampaui perangkat elektronik konsumen.
Penerapan di masa depan dapat mencakup pesawat ultra-ringan seperti e-Gull, rumah pintar-generasi berikutnya, dan bahkan kendaraan listrik seperti Tesla Model 3.
Seiring dengan terus berkembangnya teknologi energi, material canggih termasuk Komponen Baja Tahan Karat Presisi, lembaran baja tahan karat, dan pelat baja tahan karat akan terus mendukung inovasi dalam sel bahan bakar, elektronik, dan sistem energi ramah lingkungan.
