Artikel ini disponsori oleh Wingify Earth.
Usaha yang diinkubasi IIT-Roorkee Indi Energy memenangkan ‘startup terbaik’ dalam kategori ‘Penyimpanan Energi’ di National Startup Awards 2022 yang diselenggarakan oleh Pemerintah India awal bulan ini.
Startup ini menjadikan baterai sodium-ion sebagai alternatif yang layak untuk baterai lithium-ion. Arti penting dari pekerjaan mereka berasal dari pengembangan baterai sodium-ion berbiaya rendah, aman dan berkinerja tinggi yang terbuat dari limbah pertanian seperti jerami padi, ampas tebu, tempurung kelapa atau kotoran ternak dan bahan yang melimpah seperti sodium.
Hal ini mengurangi ketergantungan India pada unsur-unsur langka seperti lithium, kobalt atau nikel yang merupakan komponen penting dari baterai lithium-ion yang bergantung pada impor dan mahal.
“Teknologi kami dapat segera menggantikan baterai lithium-ion untuk berbagai aplikasi,” kata Profesor Yogesh Kumar Sharma, salah satu pendiri Indi Energy.
Aplikasi komersial ini mencakup segala sesuatu mulai dari mainan hingga instalasi energi matahari dan angin serta baterai untuk penyimpanan jaringan, becak elektronik, skuter listrik, inverter, UPS, dll.
“Namun, fokus kami tidak hanya pada pembuatan baterai sodium-ion tetapi juga pada pengembangan komponen yang membentuk sel baterai kami. Baru-baru ini, kami meluncurkan produk yang sangat penting bernama Hard Carbon (HC) yang terbuat dari limbah bio dan limbah pertanian sebagai anoda, yang memberikan kinerja tinggi pada baterai sodium-ion,” kata Akash Soni, salah satu pendiri, berbicara kepada The Better India .
“Kami juga memiliki katoda natrium-ion milik kami sendiri yang mampu menghasilkan baterai berkemampuan pengosongan tinggi. Kami juga memiliki elektrolit sendiri untuk baterai sodium-ion. Startup kami menggabungkan semua elemen ini untuk membuat sel kantong sodium-ion untuk berbagai aplikasi industri mulai dari mainan hingga instalasi energi matahari, baterai e-rickshaw, dll., ”tambahnya.
Prof KK. Pant, Director, IIT Roorkee, bersama startup Indi Energy yang memenangkan Penghargaan Startup Nasional 2022 dalam kategori “Penyimpanan Energi”.
Ramah lingkungan, aman, kinerja lebih tinggi
Menurut artikel tahun 2020 oleh KM Abraham untuk American Chemical Society, “Keuntungan utama Na-ion [Sodium-ion] baterai berasal dari kelimpahan alami dan biaya natrium yang lebih rendah dibandingkan dengan litium. Kelimpahan Na hingga Li di kerak bumi adalah 23600 ppm hingga 20 ppm, dan keseluruhan biaya ekstraksi dan pemurnian Na lebih rendah daripada biaya Li.”
“Selain itu, bahan katoda oksida logam dan polianion yang mengandung Na dapat dibuat dari logam transisi yang melimpah secara alami seperti besi, mangan, vanadium, dan titanium, tanpa menggunakan kobalt, membuat baterai Na-ion berkelanjutan dan terjangkau,” tambahnya.
Juga, seperti yang dinyatakan sebelumnya, Hard Carbon (HC) adalah anoda masuk untuk baterai sodium-ion.
“Inovasi kami memanfaatkan limbah pertanian seperti jerami padi, ampas tebu, tempurung kelapa, dan limbah pertanian lainnya yang kami hasilkan setiap tahun. Sebagian besar limbah ini dibuang dan dibakar oleh para petani kita karena tidak ada gunanya. Karena kami mengira bahwa limbah ini adalah sumber karbon, dan ingin mengembangkan teknologi yang berkelanjutan dan dapat diskalakan secara industri. Itu mengilhami penggunaan limbah bio dan kami telah mematenkan sekitar tiga teknologi dalam Karbon Keras saja untuk baterai natrium-ion, selain dari yang lain,” jelas Akash.
Dalam hal kapasitas baterai Hard Carbon, Indi Energy mengklaim mampu mensintesis Hard Carbon yang memberikan performa tinggi dalam baterai sodium-ion dengan “retensi kapasitas yang sangat baik”.
“Dalam hal performa Hard Carbon, kami telah mencapai kapasitas minimum sekitar 300 mAh per gram (hingga 1 V). Dalam hal retensi kapasitas, kami telah menguji Hard Carbon kami selama hampir 1.000 siklus pengisian daya dengan retensi kapasitas lebih dari 80% dalam baterai sodium-ion,” klaimnya.
Selain itu, Akash juga mengklaim bahwa bahan katoda natrium-ion miliknya memberikan kinerja tingkat pengisian/pengosongan yang tinggi dalam baterai natrium-ion dengan retensi kapasitas yang sangat baik. “Kami ingin sepenuhnya mempribumikan teknologi sehingga kami bebas dari impor teknologi baterai,” klaimnya.
Sementara itu, dalam hal biaya, “kami memperkirakan ada pengurangan biaya 30% untuk baterai sodium-ion dibandingkan dengan lithium-ion”, kata Akash.
Sel kantong ion natrium yang dikembangkan oleh Indi Energy.
Menurut karya akademis tahun 2020 yang diterbitkan oleh American Chemical Society, “Pemeriksaan komponen baterai Li-ion dan Na-ion mengungkapkan bahwa sifat bahan katoda adalah perbedaan utama antara kedua baterai. Karena biaya persiapan katoda dari bahan mentah kurang lebih sama untuk teknologi Li-ion dan Na-ion, pengurangan biaya utama baterai Na-ion berasal dari bahan mentah.”
Makalah selanjutnya menambahkan, “Berdasarkan informasi yang tersedia saat ini, kami dapat memproyeksikan biaya baterai Na-ion menjadi sekitar 10-20% lebih rendah daripada baterai Li-ion.”
“Penelitian ekstensif juga menunjukkan bahwa elektrolit baterai natrium-ion sebenarnya jauh lebih tahan panas daripada baterai lithium-ion, dan karenanya lebih aman. Ini adalah aspek penting yang perlu diperhatikan di India mengingat peristiwa baru-baru ini banyak kendaraan listrik roda dua yang terbakar selama musim panas 2022. Toleransi panas baterai lithium-ion hingga 40 derajat Celcius, tetapi dengan baterai sodium-ion, mereka bisa naik hingga 60 derajat Celcius, ”klaim Akash.
Terakhir, Indi Energy juga mencatat bahwa baterai Li-ion menggunakan bahan seperti kobalt dan nikel, yang lebih beracun bagi lingkungan untuk dibuang dan ditambang.
“Produk kami memeriksa kotak berkelanjutan karena HC-nya (komponen anoda baterai natrium-ion kami) dikembangkan secara mandiri dari biomassa. Setelah teknologi baterai natrium-ion kami dikomersialkan, kami dapat secara efektif menyelesaikan masalah pembakaran jerami yang telah membahayakan jutaan nyawa setiap tahun di bulan Oktober dan November tanpa henti. Ini juga akan memberi insentif kepada petani untuk menjual limbah pertanian mereka daripada membakarnya,” kata Prof Sharma.
“Kami membuat semuanya sendiri dan tidak mengimpor apapun,” tambahnya.
Model bagaimana proses Indi Energy bekerja.
Cerita asal
Profesor Yogesh Sharma telah mengerjakan baterai selama 20 tahun terakhir. Sementara itu, Akash selalu tertarik pada baterai sejak hari B.Tech di IIT-Roorkee.
Setelah lulus dari institut tersebut pada tahun 2014, dia mendapatkan pekerjaan di sebuah perusahaan besar di China yang mengerjakan baterai lithium-ion canggih. Namun, selama bertugas di China, dia mengamati dengan cermat berbagai peristiwa di sektor mobilitas listrik di India.
“Terinspirasi oleh arah yang dituju India, saya berpikir untuk datang ke India, memulai usaha di sini, mengembangkan teknologi, dan juga melakukan penelitian dan pengembangan. Itu adalah keputusan yang sulit, tetapi dengan keyakinan, saya meninggalkan pekerjaan saya di China dan kembali ke India. Ini terjadi sekitar akhir 2018 dan awal 2019, ”kenang Akash.
Awalnya, dia mencari mitra yang dapat membantunya membuat baterai lithium-ion canggih dan menemukan karya Profesor Yogesh Sharma. Namun, Akash segera menyadari bahwa India tidak memiliki cadangan litium, kobalt, dll.
“Jadi, saya memutuskan untuk mengerjakan sesuatu yang lebih berkelanjutan, yang dapat diproduksi secara massal dengan semua bahan yang tersedia di India. Sebenarnya adalah gagasan Prof Sharma bahwa kita beralih ke baterai sodium-ion. Dia menjelaskan bahwa kita harus mengembangkan teknologi untuk baterai sodium-ion daripada baterai lithium-ion untuk mengembangkan alternatif yang layak. Kami mulai sebagai tim yang terdiri dari 2 orang, dan hari ini tim kami memiliki hampir 15 orang. Mudah-mudahan, sekarang kami dapat membangun teknologi ini ke skala yang jauh lebih besar yang dapat bermanfaat untuk aplikasi yang berbeda,” ujarnya.
Saat mendirikan startup ini pada 2019, para co-founder ingin menjadi produsen baterai sodium-ion pertama. Tetapi ketika Akash dan Prof Sharma menyadari bahwa tidak ada yang memasok komponen, mereka memutuskan untuk bertindak. “Karena proses pembuatan baterai lithium-ion dan baterai sodium-ion persis sama, satu-satunya hal yang perlu diubah adalah komponen dan teknologinya. Seiring waktu, kami menemukan inovasi di sisi komponen seperti menggunakan limbah pertanian untuk menghasilkan anoda karbon keras,” kenang Prof Sharma.
Akan komersial
Di India, kami belum memulai proses pembuatan baterai natrium-ion secara komersial. Tidak ada sel baterai sodium-ion di pasar India saat ini.
“Di sisi komponen, kami berada di ambang komersialisasi sejauh menyangkut teknologi kami. Kami sedang mencari mitra pendanaan, terutama untuk komponen HC yang ingin segera kami komersialkan. Ada banyak permintaan HC dari berbagai produsen baterai yang telah kami ajak bicara secara global,” kata Akash.
“Dalam hal baterai sodium-ion, untuk aplikasi kecil seperti mainan, proses komersialisasi akan memakan waktu sekitar enam bulan. Untuk aplikasi yang lebih besar seperti lampu jalan surya, e-rickshaw, baterai untuk penyimpanan jaringan, baterai sodium-ion kami mungkin akan memasuki pasar dalam 1-1,5 tahun,” tambahnya.
Sejauh ini, startup telah mengumpulkan beberapa putaran investasi. Pada November 2022, Indi Energy mengumpulkan $1,5 juta dalam putaran Pra-Seri A yang dipimpin oleh Big Capital. Selain Big Capital, investor eksisting Mumbai Angels dan beberapa investor HNI juga telah berinvestasi di putaran ini. Namun secara total, mereka telah menerima dana senilai sekitar $2 juta, termasuk dari pemerintah India.
(Diedit oleh Divya Sethu, Gambar milik IIT-Roorkee, Indi Energy)
