Tahukah Anda? Cangkang kelapa sisa minum air kelapa ternyata bisa diubah menjadi bahan baterai! Hari ini, mari kita ungkap bagaimana cangkang kelapa berubah menjadi "jantung" baterai ion natrium—elektroda anoda karbon keras.
Langkah-1: Pertama, berikan cangkang kelapa "mandi asam-basa"
Saat cangkang kelapa diperoleh, permukaannya tertutup kotoran seperti debu dan ion logam. Langkah pertama adalah "memandikannya":
Pertama, rendam dalam air alkali panas (larutan hidroksida natrium) dan rebus untuk menghilangkan abu dan lemak;
Kemudian, rendam dalam air asam (larutan asam klorida) untuk menghilangkan ion logam sisa;
Akhirnya, keringkan hingga menjadi bubuk cangkang kelapa bersih, sehalus biji kopi yang digiling.
Langkah-2: Gunakan sihir kimia untuk "membuat lubang kecil"
Bubuk cangkang kelapa secara alami memiliki beberapa pori, tapi tidak cukup. Di sini, dibutuhkan "ahli pembuat lubang"—hidroksida kalium (KOH).
Campur bubuk cangkang kelapa dengan hidroksida kalium dalam rasio tertentu, lalu panaskan dalam tungku suhu tinggi hingga 800°C.
Pada suhu tinggi, hidroksida kalium "menggerogoti" sebagian karbon sambil melepaskan gas, membentuk lubang-lubang kecil padat pada karbon cangkang kelapa, seperti menusuk sarang lebah pada roti dengan sedotan.
Setelah perlakuan ini, luas permukaan karbon cangkang kelapa menjadi sangat besar, 1 gram material menutupi area setara 3 lapangan basket!
3. Pembentukan Suhu Tinggi Menjadi Karbon Keras
Karbon cangkang kelapa, baru saja ditusuk, belum cukup kuat dan membutuhkan "latihan" lebih lanjut:
Ditempatkan dalam tungku suhu lebih tinggi (dari 1.200 hingga 1.400°C) dan dipanggang selama beberapa jam, mirip dengan peleburan baja.
Pada suhu tinggi, struktur karbon menjadi lebih stabil, membentuk rangka "keras", yaitu karbon keras. Jarak antar lapisannya pas untuk ion natrium "masuk dan keluar", membuatnya cocok sebagai elektroda anoda baterai.
4. Memakaikan Karbon Keras "Jaket Pelindung"
Untuk memastikan kompatibilitas lebih baik antara karbon keras dan elektrolit, dilakukan "perawatan kecantikan":
Bubuk karbon keras direndam dalam larutan asam sitrat, lalu dipanaskan dan dikeringkan.
Proses ini membentuk "jaket pelindung" tipis di permukaan karbon keras, mengurangi reaksi samping saat pengisian dan pengosongan baterai, sehingga membuat baterai lebih tahan lama. Mirip dengan menempelkan film pelindung pada layar ponsel untuk mencegah goresan.
5. Menguji Kinerja Baterai!
Karbon keras yang telah diproses dicampur dengan agen konduktif dan perekat untuk membentuk pasta, lalu dioleskan pada foil tembaga dan dikeringkan, menghasilkan elektroda anoda baterai.
Uji menunjukkan dapat menyimpan 0,28 miliamper jam per gram listrik dan mempertahankan 92% kapasitasnya setelah 200 siklus pengisian-pengosongan.
Ketika dipasangkan dengan bahan katoda untuk membentuk baterai lengkap, dapat menyimpan 105 watt jam per kilogram energi, setara dengan mempersenjatai EV dengan power bank "Merek Cangkang Kelapa"!
6. Prospek Masa Depan: Teknologi Hijau Mengubah Sampah Menjadi Harta
Cangkang kelapa, semula limbah pertanian, kini menjadi bahan baterai, ramah lingkungan dan ekonomis. Saat ini, ilmuwan sedang mengeksplorasi cara meningkatkan kemampuannya, seperti menggabungkannya dengan grafena untuk meningkatkan kinerja atau menggunakan elektrolit lebih murah.
Mungkin di masa dekat, baterai ESS rumah atau EV Anda akan mengandung "energi hijau" dari cangkang kelapa!
Menarik bukan, bagaimana sampah bisa diubah menjadi harta? Lain kali menikmati kelapa, ingat potensinya menjadi "bintang baterai"!
