Ilmuwan Vietnam menggunakan sekam padi untuk membuat baterai isi ulang.

Việt Nam•03/08/2023

Dengan memanfaatkan sekam padi, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Madya Dr. Le My Loan Phung merancang material untuk pembuatan baterai Li-ion berbiaya rendah.

Penelitian ini dipimpin oleh Assoc. Prof. Dr. Le My Loan Phung, Fakultas Sains , Universitas Nasional Vietnam Ho Chi Minh City (APCLab), dan rekan-rekannya sejak tahun 2020.

Ia menjelaskan bahwa sekam padi mengandung rata-rata kandungan silika (SiO2) sekitar 10,6%. Ini adalah komponen penting yang dapat digunakan untuk memproduksi baterai isi ulang Li-ion. Kelompok tersebut mengusulkan, dan menerima pendanaan dari Vingroup Innovation Fund (VinIF), untuk meneliti proses sintesis material elektroda dari sekam padi untuk menghasilkan baterai isi ulang Li-ion 4V percobaan dalam bentuk sel kancing dan sel kantung. Baterai sel kancing digunakan dalam jam tangan, monitor detak jantung, komputer pribadi, dan baterai kantung untuk telepon dan perangkat elektronik kompak lainnya.

*Dr. Phung bekerja di dalam ruang hampa udara, merakit baterai kancing. Foto: Disediakan oleh narasumber.*

Tim peneliti memperoleh sekam padi dari distrik Tan Tru (provinsi Long An), mencuci dan mengeringkannya, kemudian memanaskannya selama satu jam dalam kondisi gas inert. Sekam tersebut digiling halus menjadi abu sekam padi dan dicampur dengan kalium hidroksida (KOH) padat. Campuran ini kemudian dipanaskan kembali dalam kondisi gas inert, digiling, dan dicuci. Setelah dikeringkan, produk akhirnya berupa bubuk kering berwarna abu-abu gelap, yang juga dikenal sebagai material komposit karbon silikat (C/SiO2).

Tim tersebut mengembangkan proses sintesis yang dapat menghasilkan 350g material C/SiO2 dari 1 kg sekam padi, dengan harga jual sekitar $50/1000g. Setelah dua tahun produksi eksperimental, tim peneliti telah menguasai teknologi untuk merakit baterai kancing dan baterai kantong lengkap menggunakan material C/SiO2 dari sekam padi.

*Diagram proses fabrikasi material silika. Foto: Tim peneliti*

Profesor Madya Phung menjelaskan bahwa material silika memiliki struktur berpori yang memungkinkan ion litium untuk bergerak dan saling terkait di dalam struktur untuk diubah menjadi energi listrik. APCLab memanfaatkan sifat material ini untuk merancang struktur yang sesuai untuk berbagai aplikasi baterai isi ulang. Tergantung pada jenis energi setiap baterai, material tersebut dirancang untuk menghitung jumlah yang dibutuhkan. Biasanya, setiap baterai kancing hanya membutuhkan beberapa puluh miligram sekam padi, sedangkan baterai yang lebih besar membutuhkan sekitar 10-20 gram.

Saat ini, sebagian besar baterai isi ulang di pasaran terbuat dari grafit, material yang diekstraksi dan dimurnikan dari bijih batubara. Material ini harganya sekitar $100 per 100 gram, dan proses pengadaannya dapat menyebabkan polusi lingkungan.

Dr. Phung menilai bahwa material silika berpotensi untuk sepenuhnya menggantikan material grafit dalam hal biaya, efisiensi, dan perlindungan lingkungan. Hal ini memperluas pasar sekam padi yang berpotensi menguntungkan dan membawa keuntungan signifikan bagi petani.

Ke depannya, tim peneliti berencana untuk mengoptimalkan produk berdasarkan biaya ekonomi . Menurut perkiraan saat ini, baterai kancing yang terbuat dari sekam padi dapat dijual seharga $7-8 per buah, dan baterai kantong seharga $30 per buah.

*Baterai kancing yang terbuat dari sekam padi sedang diproduksi secara percobaan. Foto: Tim peneliti*

Profesor Madya Dr. Nguyen Dinh Quan, Kepala Laboratorium Biofuel dan Biomassa di Universitas Teknologi, Universitas Nasional Vietnam, Kota Ho Chi Minh, menilai bahwa silika dikenal sebagai aditif untuk elektroda baterai isi ulang Li-ion karena kemampuannya untuk meningkatkan kapasitas baterai berkali-kali. Kekurangannya adalah elektroda rentan terhadap ekspansi volume, tetapi ini dapat diatasi dengan menggunakan partikel silika berukuran nano. APCLab telah mengadopsi penelitian serupa di seluruh dunia untuk memanfaatkan silika berbentuk dari sekam padi sebagai aditif elektroda baterai. Silika dalam sekam padi tersebar pada kepadatan rendah; ketika sekam padi terurai secara termal, ia membentuk campuran karbon terkarbonisasi dengan silika berukuran nano.

"Metode ini sederhana namun sangat efektif, dan dapat membantu negara penghasil beras terkemuka seperti Vietnam menciptakan nilai tambah yang signifikan jika proyek penelitian ini berhasil," kata Dr. Quan.

Menurut statistik, Vietnam adalah produsen beras terbesar kedua di dunia, dengan perkiraan produksi rata-rata sekitar 44 juta ton per tahun, dan kandungan sekam sekitar 20-22%, atau hampir 9 juta ton.

Profesor Madya Dr. Le My Loan Phung menghabiskan enam tahun belajar dan melakukan penelitian di bidang baterai isi ulang di Prancis dan sembilan tahun mengerjakan proyek-proyek terkait baterai elektrokimia. Ia diundang untuk berpartisipasi dalam penelitian di Institut Kimia dan Rekayasa Material – Universitas Kyushu, Jepang, tentang elektrolit untuk baterai dan pengembangan material canggih untuk baterai (Konsorsium Penelitian Material Baterai) di Laboratorium Nasional Pacific Northwest (AS). Doktor wanita ini telah berpartisipasi dan memimpin sembilan proyek penelitian, menerbitkan 80 artikel internasional dan 60 artikel domestik, serta menerima banyak penghargaan dan beasiswa berharga dari organisasi bergengsi.

vnexpress.net