Setiap tahun, lebih dari 500 miliar botol air plastik diproduksi di seluruh dunia, sebagian besar hanya digunakan sekali sebelum dibuang.

Kini, para ilmuwan telah menemukan cara inovatif untuk menghidupkan kembali limbah ini—dengan mengubah botol bekas menjadi superkapasitor berkinerja tinggi, perangkat yang dapat menyimpan dan melepaskan energi dengan cepat dan efisien.

Penelitian yang dipublikasikan di Energy & Fuels ini dipimpin oleh Profesor Yun Hang Hu dan timnya.

Mereka mengembangkan teknik berbasis panas baru untuk mendaur ulang botol plastik yang terbuat dari polietilen tereftalat (PET) menjadi komponen kunci untuk superkapasitor serba plastik.

Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa perangkat daur ulang ini berkinerja sama baiknya—atau bahkan sedikit lebih baik—dibandingkan superkapasitor serupa yang terbuat dari bahan tradisional.

“Superkapasitor berbahan PET memiliki potensi besar untuk berbagai aplikasi, mulai dari transportasi dan elektronik hingga sistem industri,” kata Hu.

“Pendekatan ini membantu memecahkan masalah sampah plastik sekaligus menghasilkan perangkat penyimpanan energi yang berkelanjutan dan berbiaya rendah.”

Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi yang dapat mengisi dan mengosongkan daya jauh lebih cepat daripada baterai.

Superkapasitor sangat berguna dalam kendaraan listrik, sistem energi terbarukan, dan perangkat elektronik portabel, yang membutuhkan lonjakan daya yang cepat.

Biasanya, perangkat ini menggunakan elektroda berbasis karbon yang dipisahkan oleh lapisan tipis yang disebut separator, yang semuanya terendam dalam cairan yang memungkinkan muatan listrik bergerak di antara elektroda.

Tim Hu menemukan cara untuk membuat elektroda dan separator dari botol PET daur ulang.

Untuk membuat elektroda, para peneliti mencacah botol menjadi butiran-butiran kecil dan mencampurnya dengan kalsium hidroksida.

Mereka kemudian memanaskan campuran tersebut hingga sekitar 700°C (1300°F) dalam ruang hampa.

Proses ini mengubah plastik menjadi material karbon berpori dan konduktif secara elektrik.

Tim ini menggabungkan bubuk karbon ini dengan material lain untuk membuat lapisan elektroda tipis dan fleksibel.

Untuk pemisah, para ilmuwan meratakan potongan-potongan kecil plastik PET dan dengan hati-hati melubanginya dengan jarum yang dipanaskan.

Pola lubang tersebut memungkinkan ion bergerak dengan lancar melalui cairan di dalam superkapasitor, sehingga meningkatkan kinerjanya.

Ketika tim merakit superkapasitor berbasis PET secara lengkap, kinerjanya sangat mengesankan.

Superkapasitor ini mempertahankan 79% kapasitas penyimpanan energinya seiring waktu, sedikit mengungguli perangkat serupa yang menggunakan pemisah serat kaca standar, yang mempertahankan 78%.

Desain serba plastik juga membuat superkapasitor lebih murah untuk diproduksi dan lebih mudah didaur ulang.

Menurut Hu, langkah selanjutnya adalah menyempurnakan proses dan menguji perangkat dalam skala yang lebih besar. "Dengan optimalisasi lebih lanjut, superkapasitor berbahan PET dapat beralih dari prototipe laboratorium menjadi produk komersial dalam lima hingga sepuluh tahun ke depan," ujarnya.

Jika berhasil, teknologi ini dapat mengubah salah satu sumber polusi plastik terbesar di dunia menjadi sumber daya yang berharga—membantu mewujudkan masa depan yang lebih bersih dan berkelanjutan.