Baterai natrium-ion (Na-ion) kini mulai siap memasuki fase adopsi yang lebih luas dan diharapkan dapat memberikan solusi baru bagi kendaraan listrik (EV). Secara fundamental, Na-ion menawarkan keuntungan dari sisi ketersediaan bahan baku dan potensi biaya produksi yang lebih rendah dibandingkan dengan baterai lithium-ion (Li-ion) yang selama ini mendominasi pasar. Dengan sodium sebagai bahan utama, baterai ini dapat mengurangi ketergantungan pada lithium yang cenderung langka dan tersebar secara geografis terbatas.
Sodium adalah unsur keenam yang paling melimpah di bumi dengan tingkat kelimpahan alam sekitar 2.360 mg/L, jauh lebih tinggi dibandingkan lithium yang hanya sekitar 20 mg/L. Dustin Bauer dari firma kekayaan intelektual Reddie & Grose menyatakan, sodium lebih murah, lebih berlimpah, dan tidak terpusat di wilayah tertentu seperti lithium. Hal ini berpotensi membuat rantai pasok baterai menjadi lebih stabil dan lebih ramah lingkungan seiring meningkatnya permintaan EV secara global.
Keunggulan Sodium-ion dibanding Lithium-ion
Na-ion baterai memiliki beberapa keunggulan utama. Pertama, bahan bakunya jauh lebih mudah didapatkan dan memperkecil biaya produksi. Kedua, dari aspek keselamatan, Na-ion lebih tahan terhadap fenomena thermal runaway, yaitu reaksi berantai eksotermik yang menyebabkan baterai bisa terbakar. Ini terjadi karena ukuran ion natrium lebih besar sehingga pergerakannya lebih lambat dan menimbulkan gesekan yang mengurangi risiko lonjakan suhu drastis seperti yang dialami baterai Li-ion.
Carmen M. López yang merupakan ilmuwan utama di National Physical Laboratory Inggris menjelaskan bahwa Na-ion juga memungkinkan penggunaan aluminium sebagai penghantar arus negatif, menggantikan tembaga yang lebih berat dan mahal pada baterai Li-ion. Kemudian, Na-ion berpotensi menggunakan elektrolit berbasis air (aqueous electrolyte), menjadikan proses produksi lebih ramah lingkungan dan murah.
Selain itu, baterai Na-ion menunjukkan kinerja yang lebih baik pada suhu rendah karena ion natrium memiliki kepadatan muatan yang lebih rendah, sehingga ion tetap bisa bergerak bebas dalam elektrolit meski suhu turun. Studi terbaru dari universitas di Tiongkok mengungkapkan bahwa baterai Li-ion hanya mempertahankan 20% kapasitas pada suhu -20°C, sementara Na-ion diperkirakan mampu memberikan performa lebih baik dalam kondisi beku tersebut.
Tantangan dan Aplikasi Sodium-ion pada Kendaraan Listrik
Meski banyak keunggulan, Na-ion memiliki keterbatasan utama berupa kepadatan energi yang lebih rendah dibanding Li-ion. Ion natrium yang lebih berat dan lebih besar membuat baterai ini tidak dapat menyimpan energi sebanyak baterai lithium dalam ukuran dan berat yang sama. CATL, produsen baterai terbesar dunia, merilis baterai Na-ion generasi pertama dengan energi sekitar 160 Wh/kg, sementara baterai Li-ion bisa mencapai 100-300 Wh/kg.
Keterbatasan ini menjadi hambatan besar untuk penggunaan Na-ion sebagai baterai utama kendaraan listrik, terutama untuk kendaraan jarak jauh dan daya tinggi. López mencatat bahwa untuk EV tipikal, ukuran dan berat baterai Na-ion yang dibutuhkan akan terlalu besar dan berat. Namun demikian, Na-ion bisa cocok untuk kendaraan dengan jarak tempuh pendek atau sebagai sumber daya pada infrastruktur pengisian lambat.
Dengan 39 negara yang sudah mencapai lebih dari 10% penjualan EV dari total pasar kendaraan, kebutuhan akan baterai yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan semakin mendesak. Produksi Na-ion yang dapat dilakukan secara regional dapat menjadi keunggulan dalam memenuhi kebutuhan baterai secara global.
Potensi Sodium-ion untuk Penyimpanan Energi Skala Jaringan
Salah satu area yang paling menjanjikan untuk teknologi Na-ion adalah penyimpanan energi dalam skala besar (grid-scale storage). Sistem penyimpanan energi baterai (BESS) sangat penting untuk menjaga stabilitas jaringan listrik, terutama untuk mengatasi fluktuasi energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin.
Contohnya, di Inggris, risiko kebakaran pada sistem penyimpanan energi Li-ion membuat Na-ion menjadi opsi menarik. Produk Na-ion BESS dari produsen seperti BYD dikenal lebih aman, meskipun kapasitas penyimpanan energi masih kalah dibandingkan baterai Li-ion dalam ukuran yang sama. Stasiun Penyimpanan Energi Baochi di Yunnan yang menggunakan kombinasi Li-ion dan Na-ion menunjukkan hasil positif dengan kecepatan discharge yang lebih tinggi dan daya tahan suhu ekstrem dari -20°C hingga 45°C.
Status Komersialisasi dan Masa Depan Sodium-ion
Teknologi baterai Na-ion kini sudah memasuki tahap komersialisasi. CATL memulai produksi massal baterai Na-ion untuk kendaraan berat dan kendaraan komersial ringan. Beberapa model baterai Na-ion yang diperkenalkan mencapai energi hingga 175 Wh/kg, menandai kemajuan pesat dalam pengembangan teknologi ini.
Namun, López mengingatkan bahwa pengujian keamanan lebih lanjut masih diperlukan untuk memastikan baterai Na-ion optimal digunakan di berbagai lingkungan, baik di perkotaan maupun di daerah terpencil. Adaptasi dengan infrastruktur listrik juga menjadi tantangan yang harus diselesaikan agar baterai ini dapat diterima secara luas.
Dalam konteks perkembangan kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi, baterai sodium-ion tampil sebagai alternatif yang menarik, terutama untuk penggunaan di mana biaya, ketersediaan sumber daya, dan keselamatan menjadi prioritas utama. Perkembangan teknologi ini bisa menjadi salah satu kunci penting dalam transformasi energi global menuju masa depan yang lebih hijau dan terjangkau.
-
-
-
-
