Eka Nurliana

    FOLLOW  

Graphene: Solusi Nanoteknologi untuk Energi Terbarukan

Iptek | Thursday, 14 Dec 2023, 19:03 WIB

Surabaya - Energi terbarukan merupakan solusi mengatasi krisis energi global. Energi terbarukan merupakan sumber energi yang tidak pernah habis dan tidak mengeluarkan gas rumah kaca. Namun pengembangan energi terbarukan masih menghadapi tantangan seperti penyimpanan energi.

Penyimpanan energi adalah proses penyimpanan energi untuk digunakan nanti. Penyimpanan energi sangat penting untuk memastikan pasokan energi terbarukan yang sangat fluktuatif dan stabil. Nanoteknologi adalah cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari material pada skala nano, kira-kira 1 nanometer (nm) hingga 100 nm. Nanoteknologi berpotensi memecahkan berbagai permasalahan, termasuk permasalahan penyimpanan energi.

Grafena adalah material dua dimensi yang terdiri dari atom karbon yang tersusun secara heksagonal.Graphene memiliki sifat unik seperti kekuatan tinggi, konduktivitas listrik, dan transparansi.Graphene mempunyai potensi untuk digunakan dalam berbagai aplikasi nanoteknologi, termasuk penyimpanan energi. Graphene dapat digunakan untuk membuat baterai, superkapasitor, dan sel bahan bakar.

Baterai Graphene

Baterai adalah perangkat yang menyimpan energi dalam bentuk kimia. Baterai graphene adalah jenis baterai yang menggunakan graphene sebagai elektrodanya. Grafen memiliki konduktivitas yang tinggi sehingga dapat meningkatkan efisiensi baterai. Selain itu, graphene juga memiliki kepadatan energi yang tinggi, sehingga memungkinkannya menyimpan lebih banyak energi dalam ruang yang lebih kecil. Baterai Graphene memiliki keunggulan sebagai berikut dibandingkan baterai konvensional:

· Efisiensi tinggi

· Kapasitas besar

· Waktu pengisian cepat

· Lebih ringan

Saat ini penelitian dan pengembangan baterai graphene masih berlangsung. Namun, baterai graphene berpotensi menjadi teknologi penyimpanan energi yang lebih efisien dan hemat biaya.

Superkapasitor Grafena

Superkapasitor adalah perangkat yang menyimpan energi dalam bentuk muatan elektrostatis. Superkapasitor grafena merupakan salah satu jenis superkapasitor yang menggunakan grafena sebagai elektrodanya. Kapasitansi Graphene yang tinggi memungkinkannya menyimpan lebih banyak energi dalam ruang yang lebih kecil. Selain itu, graphene juga memiliki kepadatan energi yang tinggi. Superkapasitor grafena memiliki beberapa keunggulan dibandingkan superkapasitor tradisional, antara lain:

· Kapasitas lebih besar

· Waktu pengisian lebih cepat

· Kisaran suhu lebih luas

· Ketahanan korosi

Saat ini, superkapasitor graphene masih dalam pengembangan. Namun, superkapasitor graphene memiliki potensi menjadi teknologi penyimpanan energi yang lebih efisien dan hemat biaya untuk aplikasi yang membutuhkan semburan daya yang cepat, seperti kendaraan listrik dan jaringan listrik.

Sel Bahan Bakar Graphene

Sel bahan bakar adalah perangkat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Sel bahan bakar graphene adalah jenis sel bahan bakar yang menggunakan graphene sebagai elektroda. Graphene memiliki konduktivitas listrik yang tinggi sehingga dapat meningkatkan efisiensi sel bahan bakar. Selain itu, graphene juga memiliki kepadatan energi yang tinggi, sehingga memungkinkannya menyimpan lebih banyak energi dalam ruang yang lebih kecil. Sel bahan bakar graphene memiliki keunggulan sebagai berikut dibandingkan sel bahan bakar konvensional:

· Efisiensi tinggi

· Kapasitas besar

· Waktu pengisian singkat

· Kisaran suhu lebar

· Ketahanan korosi

Saat ini, sel bahan bakar graphene masih dalam tahap penerapan praktis. Tahap pengembangan. Namun sel bahan bakar graphene berpotensi menjadi teknologi penyimpanan energi yang lebih efisien dan hemat biaya untuk aplikasi yang membutuhkan energi berkelanjutan, seperti kendaraan listrik dan pembangkit listrik.

Kesimpulan

Graphene berpotensi menjadi solusi nanoteknologi untuk energi terbarukan. Grafen dapat digunakan untuk memproduksi baterai, superkapasitor, dan sel bahan bakar yang lebih efisien dan hemat biaya. Penelitian dan pengembangan graphene untuk aplikasi penyimpanan energi sedang berlangsung. Namun graphene berpotensi mengubah cara energi disimpan dan digunakan.

Referensi

 

• Anom, I. G. N., dkk. 2021. Pengantar Nanoteknologi. Surabaya: Airlangga University Press.
• Khazaei, M. M., & Taheri, A. 2022. Graphene-Based Materials for Energy Storage Applications. Advanced Materials, 34(12), 24940.
• Zhang, L., Zhang, W.-Q., & Wang, X.-D. 2021. Graphene-Based Batteries: Recent Progress and Challenges. Advanced Energy Materials, 11(24), 30747.

 

• Artikel ilmiah
• "Graphene-Based Energy Storage Devices: A Review" oleh Dr. Mohammad Mehdi Khazaei dan Dr. Abolfazl Taheri, diterbitkan dalam jurnal "Current Opinion in Electrochemistry" pada tahun 2022.
• "Graphene-Based Energy Storage Materials: Recent Progress and Challenges" oleh Dr. Lei Zhang, Dr. Wei-Qiang Zhang, dan Dr. Xu-Dong Wang, diterbitkan dalam jurnal "Chemical Society Reviews" pada tahun 2021.
• Buku
• "Graphene: Applications in Energy Storage" oleh Dr. Mohammad Mehdi Khazaei, diterbitkan oleh Elsevier pada tahun 2022.
• "Graphene: A New Material for Energy Storage" oleh Dr. Lei Zhang, diterbitkan oleh Wiley-VCH pada tahun 2021.