Tinjauan Bio-Phase Change Material Asam Laurat dan Asam Stearat sebagai Media Penyimpan Panas Laten pada Sistem Manajemen Termal Baterai (Battery Thermal Management System)

Abstract

Pertumbuhan pesat kendaraan listrik menempatkan baterai lithium-ion (Li-ion) sebagai komponen penyimpan energi utama yang kinerja, umur pakai, dan keselamatannya sangat dipengaruhi oleh temperatur kerja. Sistem manajemen termal baterai (battery thermal management system, BTMS) berbasis material perubahan fasa (phase change material, PCM) menawarkan pendekatan pasif hemat energi untuk menjaga baterai pada rentang temperatur optimal 15–35 °C sekaligus menyeragamkan temperatur antar-sel. Tinjauan ini secara sistematis mengkaji potensi dua bio-PCM berbasis asam lemak, yaitu asam laurat dan asam stearat, sebagai media penyimpan panas laten pada BTMS. Metode yang digunakan adalah studi literatur terstruktur terhadap lebih dari lima puluh jurnal bereputasi yang membahas dasar teori penyimpanan energi termal, sifat termofisik asam lemak, teori diagram fasa eutektik, teknik peningkatan kinerja, pemodelan numerik, serta penerapannya pada manajemen termal baterai. Hasil kajian menunjukkan bahwa asam laurat memiliki titik leleh 43–44 °C dengan panas laten ±178 kJ/kg, sedangkan asam stearat meleleh pada 54–69 °C dengan panas laten 160–200 kJ/kg. Kedua bio-PCM bersifat terbarukan, tidak beracun, stabil secara kimia-termal, dan hampir tidak mengalami supercooling. Kendala berupa konduktivitas termal rendah (0,15–0,30 W/m·K) dan kebocoran saat pelelehan dapat diatasi melalui penambahan grafit terekspansi, nanopartikel karbon, dan busa logam, stabilisasi bentuk, enkapsulasi, serta pembentukan campuran eutektik asam laurat–asam stearat yang menurunkan titik leleh ke 34–37 °C sesuai jendela termal baterai. Penerapan pada konfigurasi komposit dan hibrida terbukti menekan temperatur puncak dan menyeragamkan temperatur antar-sel. Kajian menyimpulkan bahwa komposit bio-PCM asam laurat/asam stearat merupakan kandidat menjanjikan untuk BTMS berkelanjutan, dengan arah penelitian ke depan pada optimasi komposit, sistem hibrida, keandalan siklik jangka panjang, dan analisis tekno-ekonomi.