Superkapasitor Sebagai Alternatif Penyimpanan Energi Untuk Kendaraan Listrik

Superkapasitor Sebagai Alternatif Penyimpanan Energi Untuk Kendaraan Listrik

Kendaraan listrik adalah kendaraan yang menggunakan motor listrik untuk penggeraknya. Saat ini, yang menjaddi sumber tenaga yang paling umum digunakan untuk kendaraan listrik adalah baterai, namun harga baterai memiliki porsi 30% sampai sekitar 50% dari harga sebuah kendaraan listrik (Tsiropoulos I., 2018).

Superkapasitor adalah kapasitor elektrokimia lapisan rangkap listrik yang merupakan perangkat penyimpanan energi secara elektrokimia dan berperan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik saat ini (Vangari dkk, 2012). Superkapasitor memiliki komponen penyususn, dimana komponen utama dari superkapasitor adalah permukaan elektroda yang luas, elektrolit yang memberikan muatan ion dan separator sebagai pemisah antara permukaan elektroda yang meningkatkan nilai kapasitansi. Superkapasitor menggunakan lapisan rangkap listrik pada antarmuka elektroda dimana terjadi akumulasi ion pada permukaan elektroda karena adanya tarikan elektrostatik. 

Adapun mekanisme penyimpanan energi pada superkapasitor sama seperti kapasitor konvensional yaitu dengan pemisahan muatan, dimana saat kapasitor diberi beda potensial maka muatan-muatan positif akan terakumulasi di salah satu pelat, sedangkan muatan-muatan negatif berada di pelat lainnya yang akan menyebabkan timbulnya medan listrik di atara kedua pelat tersebut sebagai manifestasi penyimpanan energi. Kapasitas suatu superkapasitor sinyatakan sebagai kapasitansi dinotasikan sebagai (C, satuan Farad) yang besarnya sebanding dengan luas permukaan pelat (A, satuan m2) dan berbading terbalik dengan jarak antar pelat (d, satuan m).

Superkapasitor yang baik adalah superkapasitor yang memiliki elektroda dengan penyerapan yang tinggi untuk menghasilkan kapasitansi spesifik yang besar, sehingga superkapasitor memiliki nilai kapasiansi yang sangat tinggi sampai dengan ribuan Farad. Apa yang menyebabkan superkapasitor memiliki nilai kapasitansi yang sangat tinggi ?. Superkapasitor memiliki nilai kapasitansi yang sangat tinggi karena kapasitor terdiri dari sepasang elektroda berpori, larutan elektrolit dan pemisah (separator) dimana material elektroda memiliki pori-pori yang sangat kecil sehingga luas area elektroda supekapasitor sangat besar. Saat proses pengisian akan terjadi pemisahan muatan yang hanya dibatasi oleh perbatasan (interface) anatara elektro dan eletrolit, sehingga nilai d menjadi sangat kecil, dengan nilai A yang tinggi dan nilai d yang kecil dan nilai kapasitansinya menjadi sangat besar. Sedangkan, perbedaan yang paling mendasar antara superkapasitor dengan baterai adalah perbedaan struktur dan materialnya serta mekanisme penyimpanan energinya (Lystianingrum, 2019).

Baterai menyimpan energy secara kimiawi yang melibatkan reaksi kimia sehingga terjadi perubahan pada molekul-molekul baterai selama proses pengisian dan pengosongan. Sedangkan, mekanisme penyipanan energy pada superkapasitor tidak melibatkan reaksi kimia melainkan secara fisis dengan pemisahan muatan seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Hala ini yang menyebabkan superkapasitor dapat disis dan dikosongkan dalam waktu yang jauh lebih cepat daripada baterai dan daya yang lebih besar (Lystianingrum, 2019). Sehingga, superkasitor memiliki potensi yang besar untuk dijadikan sebagai piranti penyimpanan energi listrik untuk kendaraan listrik karena memiliki siklus hidup yang lebih panjang daripada baterai, rapat energi dan rapat daya yang besar, dan waktu pengecasan yang lebih singkat (Tetra dkk, 2018).

Pada kendaraan listrik, superkapasitor sangatlah sesuai untuk aplikasi kebutuhan daya starting kendaraan, akselerasi, maupun pengereman regeneratif yang membutuhkan dayanya kedang tidak dapat di-handle oleh baterai. Beberapa produsen otomotif dunia yang telah memanfaatkan superkapasitor untuk aplikasi tersebut diantaranya yaitu Toyota Hybrid System-Racing (Global.toyota, 2019). Super kapasitor tidak menjadi sumber energy tunggal melainkan di-gybrid dengan baterai ataupun bensin. Hal ini dikarenakan kerapatan energi superkapasitor masih terlalu rendah sebagai sumber energi tunggal, namun untuk kendaraan listrik lainnya yang memiliki rute dan jarak terterntu dnegan pemberhentian tertentu sepertu trem, bus transit maka memiliki potensi yang sangat besar.

Demikian artikel penjelasan tentang Superkapasitor Sebagai Alternatif Penyimpanan Energi Untuk Kendaraan Listrik semoga bermanfaat bagi pembaca baik itu kalangan akademisi yang menggeluti bidang ilmu fisika maupun kalangan masyarakat umum untuk menambah wawasan akan bidang ilmu lain.