Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Translator: Ringki Nababan Reviewer: Sanni Manta

The electricity powering the lights in this theater

Listrik yang menyalakan lampu di panggung ini

was generated just moments ago.

dihasilkan beberapa saat lalu

Because the way things stand today,

Karena cara yang ada saat ini

electricity demand must be in constant balance

kebutuhan listrik harus tetap seimbang

with electricity supply.

dengan pasokan listrik

If in the time that it took me to walk out here on this stage,

Jika pada suatu saat, dalam waktu yang saya perlukan untuk berjalan menuju panggung ini,

some tens of megawatts of wind power

puluhan megawatt daya listrik yang menggunakan angin

stopped pouring into the grid,

berhenti mengalir ke jaringan,

the difference would have to be made up

kekurangannya harus ditalangi

from other generators immediately.

dengan segera dari generator lainnya.

But coal plants, nuclear plants

Akan tetapi pembangkit batubara, pembangkit nuklir

can't respond fast enough.

tidak bisa menanggapinya dengan cukup cepat.

A giant battery could.

Namun, sebuah baterai raksasa dapat melakukannya.

With a giant battery,

dengan baterai raksasa,

we'd be able to address the problem of intermittency

kita akan bisa mengatasi masalah ketidakstabilan

that prevents wind and solar

yang menghambat pembangkit angin dan surya

from contributing to the grid

berkontribusi ke jaringan

in the same way that coal, gas and nuclear do today.

seperti yang terjadi pada pembangkit batubara, gas dan nuklir saat ini.

You see, the battery

Anda lihat, baterai

is the key enabling device here.

adalah perangkat kunci.

With it, we could draw electricity from the sun

Dengan itu, kita bisa menggunakan listrik dari matahari

even when the sun doesn't shine.

bahkan ketika matahari tidak bersinar.

And that changes everything.

Dan itu mengubah segalanya.

Because then renewables

Karena kemudian energi terbarukan

such as wind and solar

seperti angin dan surya

come out from the wings,

keluar dari sisi,

here to center stage.

di sini ke tengah panggung.

Today I want to tell you about such a device.

Hari ini saya ingin bercerita tentang alat tersebut.

It's called the liquid metal battery.

Alat itu disebut baterai logam cair.

It's a new form of energy storage

Ini adalah bentuk baru penyimpanan energi

that I invented at MIT

yang saya ciptakan di MIT

along with a team of my students

bersama dengan tim mahasiswa saya

and post-docs.

dan para mahasiswa pasca-doktoral

Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.

Sekarang, tema konferensi TED tahun ini adalah Spektrum Penuh.

The OED defines spectrum

OED mendefinisikan spektrum

as "The entire range of wavelengths

sebagai "seluruh rentang panjang gelombang

of electromagnetic radiation,

radiasi elektromagnetik,

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

dari gelombang radio yang paling panjang sampai sinar gamma yang terpendek

of which the range of visible light

dimana rentang gelombang cahaya kasat mata

is only a small part."

hanyalah bagian kecil daripada spektrum penuh.

So I'm not here today only to tell you

Jadi hari ini di sini saya tidak hanya memberitahu Anda

how my team at MIT has drawn out of nature

bagaimana tim saya di MIT telah menemukan

a solution to one of the world's great problems.

suatu solusi untuk salah satu masalah besar dunia.

I want to go full spectrum and tell you how,

Saya ingin menjelaskan secara spektrum penuh dan memberitahu Anda bagaimana

in the process of developing

dalam proses pengembangan

this new technology,

teknologi baru ini,

we've uncovered some surprising heterodoxies

kami telah menemukan beberapa kebidahan yang mengejutkan

that can serve as lessons for innovation,

yang dapat berfungsi sebagai pelajaran untuk inovasi,

ideas worth spreading.

penyebaran ide-ide yang bermanfaat.

And you know,

dan anda tahu,

if we're going to get this country out of its current energy situation,

jika kita ingin negara ini keluar dari situasi energi saat ini

we can't just conserve our way out;

kita tidak bisa hanya menghemat;

we can't just drill our way out;

kita tidak bisa hanya mengebor;

we can't bomb our way out.

kita tidak bisa membom.

We're going to do it the old-fashioned American way,

Kita akan melakukannya dengan cara kuno Amerika,

we're going to invent our way out,

kita akan menemukan jalan keluar,

working together.

bekerja bersama.

(Applause)

(Tepuk tangan)

Now let's get started.

Sekarang mari kita mulai.

The battery was invented about 200 years ago

Baterai ditemukan sekitar 200 tahun lalu

by a professor, Alessandro Volta,

oleh seorang profesor, Alessandro Volta,

at the University of Padua in Italy.

di Universitas Padua di Italia.

His invention gave birth to a new field of science,

Penemuannya melahirkan bidang baru ilmu pengetahuan,

electrochemistry,

elektrokimia,

and new technologies

dan teknologi baru

such as electroplating.

seperti electroplating.

Perhaps overlooked,

Mungkin terabaikan,

Volta's invention of the battery

penemuan baterei Volta

for the first time also

untuk pertama kalinya juga

demonstrated the utility of a professor.

menunjukkan kegunaan seorang profesor.

(Laughter)

(Tertawa)

Until Volta, nobody could imagine

Sampai dengan Volta, tak seorang pun bisa membayangkan

a professor could be of any use.

seorang profesor ada gunanya.

Here's the first battery --

Ini dia baterai pertama -

a stack of coins, zinc and silver,

tumpukan koin, seng dan perak,

separated by cardboard soaked in brine.

dipisahkan oleh karton yang terendam dalam air garam..

This is the starting point

Ini adalah titik awal

for designing a battery --

untuk merancang baterai -

two electrodes,

dua elektroda,

in this case metals of different composition,

dalam kasus ini logam dengan komposisi yang berbeda,

and an electrolyte,

dan suatu elektrolit,

in this case salt dissolved in water.

dalam kasus ini garam dilarutkan dalam air.

The science is that simple.

Ilmu pengetahuan hanya sesederhana itu.

Admittedly, I've left out a few details.

Memang, masih ada sedikit rincian yang tidak saya jelaskan.

Now I've taught you

Sekarang saya sudah mengajar Anda

that battery science is straightforward

bahwa ilmu baterai itu sangat mudah

and the need for grid-level storage

dan kebutuhan untuk penyimpanan tingkat jaringan

is compelling,

cukup mendesak,

but the fact is

tetapi kenyataannya adalah

that today there is simply no battery technology

hari ini tidak ada teknologi baterai

capable of meeting

yang mampu memenuhi

the demanding performance requirements of the grid --

persyaratan kinerja kebutuhan jaringand -

namely uncommonly high power,

yaitu yang berdaya luar biasa tinggi

long service lifetime

layanan panjang seumur hidup

and super-low cost.

dan biaya sangat murah.

We need to think about the problem differently.

Kita perlu berpikir tentang masalah ini dengan cara yang berbeda.

We need to think big,

Kita perlu berpikir besar,

we need to think cheap.

kita perlu berpikir murah.

So let's abandon the paradigm

Jadi mari kita tinggalkan paradigma

of let's search for the coolest chemistry

pencarian kimia paling keren

and then hopefully we'll chase down the cost curve

dan kemudian berharap menurunkan kurva biaya

by just making lots and lots of product.

dengan hanya membuat banyak dan lebih banyak produk.

Instead, let's invent

Sebaliknya, mari kita ciptakan

to the price point of the electricity market.

ke titik harga pasar listrik.

So that means

Yang artinya

that certain parts of the periodic table

bahwa bagian-bagian tertentu dari tabel periodik

are axiomatically off-limits.

adalah jelas terbatas.

This battery needs to be made

Baterai ini perlu dibuat

out of earth-abundant elements.

dari elemen bumi yang berlimpah.

I say, if you want to make something dirt cheap,

Saya katakan, jika Anda ingin membuat sesuatu yang semurah harga kotoran,

make it out of dirt --

buatlah dari kotoran --

(Laughter)

(Tertawa)

preferably dirt

terutama kotoran

that's locally sourced.

yang sumbernya dari lokal.

And we need to be able to build this thing

Dan kita harus mampu untuk membangun hal ini

using simple manufacturing techniques and factories

dengan teknik manufaktur dan pabrik yang sederhana

that don't cost us a fortune.

yang tidak memakan biaya banyak

So about six years ago,

Jadi, sekitar enam tahun yang lalu,

I started thinking about this problem.

saya mulai berpikir tentang masalah ini.

And in order to adopt a fresh perspective,

Dan untuk mengadopsi pandangan yang segar,

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

saya mencari inspirasi dari luar bidang penyimpanan listrik.

In fact, I looked to a technology

Kenyataannya, saya melihat suatu teknologi

that neither stores nor generates electricity,

yang bukan penyimpanan maupun menghasilkan listrik,

but instead consumes electricity,

tapi malah mengkonsumsi listrik,

huge amounts of it.

dalam jumlah yang sangat besar.

I'm talking about the production of aluminum.

Saya sedang berbicara tentang pembuatan aluminium.

The process was invented in 1886

Proses ini ditemukan pada tahun 1886

by a couple of 22-year-olds --

oleh dua orang muda umuran 22 tahun -

Hall in the United States and Heroult in France.

Hall di Amerika Serikat dan Heroult di Perancis.

And just a few short years following their discovery,

Dan hanya beberapa tahun saja setelah penemuan mereka,

aluminum changed

aluminium berubah

from a precious metal costing as much as silver

dari logam mulia mahal seharga perak

to a common structural material.

menjadi bahan struktural umum.

You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.

Anda sedang melihat rumah sel pabrik peleburan aluminium modern.

It's about 50 feet wide

Lebarnya sekitar 50 kaki

and recedes about half a mile --

dan menyusut sekitar setengah mil --

row after row of cells

baris demi baris sel tersebut

that, inside, resemble Volta's battery,

yang di dalamnya, mirip baterai Volta,

with three important differences.

dengan tiga perbedaan penting.

Volta's battery works at room temperature.

Baterai Volta bekerja pada suhu kamar.

It's fitted with solid electrodes

Ini dilengkapi dengan elektroda padat

and an electrolyte that's a solution of salt and water.

dan elektrolit yang merupakan larutan garam dan air.

The Hall-Heroult cell

Sel Hall-Heroult

operates at high temperature,

beroperasi pada suhu tinggi,

a temperature high enough

suhu yang cukup tinggi

that the aluminum metal product is liquid.

yang dapat membuat logam aluminium mencair

The electrolyte

Elektrolitnya

is not a solution of salt and water,

bukan larutan garam dan air,

but rather salt that's melted.

melainkan garam yang sudah meleleh.

It's this combination of liquid metal,

Ini adalah kombinasi dari logam cair,

molten salt and high temperature

garam cair dan suhu tinggi

that allows us to send high current through this thing.

yang memungkinkan kita untuk melewatkan arus tinggi melalui alat tersebut.

Today, we can produce virgin metal from ore

Hari ini, kita dapat menghasilkan logam murni dari bijih

at a cost of less than 50 cents a pound.

dengan biaya kurang dari 50 sen per pon.

That's the economic miracle

Itulah keajaiban ekonomi

of modern electrometallurgy.

dari electrometalurgi modern.

It is this that caught and held my attention

Inilah yang menarik dan menahan perhatian saya

to the point that I became obsessed with inventing a battery

ke titik bahwa saya menjadi terobsesi untuk menciptakan baterai

that could capture this gigantic economy of scale.

yang bisa merebut ekonomi raksasa dari segi skala.

And I did.

Dan saya kerjakan.

I made the battery all liquid --

Saya membuat baterai semua cairan -

liquid metals for both electrodes

cairan logam untuk kedua elektroda

and a molten salt for the electrolyte.

dan garam cair untuk elektrolitnya.

I'll show you how.

Saya akan menunjukkan bagaimana caranya.

So I put low-density

Saya menaruh logam cair

liquid metal at the top,

densitas rendah di bagian atas,

put a high-density liquid metal at the bottom,

menaruh logam cair densitas tinggi di bagian bawah,

and molten salt in between.

dan garam cair di antaranya.

So now,

Jadi sekarang,

how to choose the metals?

bagaimana memilih logam?

For me, the design exercise

Bagi saya, latihan perancangan

always begins here

selalu dimulai di sini

with the periodic table,

dengan tabel periodik,

enunciated by another professor,

yang diucapkan oleh profesor lain,

Dimitri Mendeleyev.

Dimitri Mendeleyev.

Everything we know

Segala sesuatu yang kita tahu

is made of some combination

terbuat dari beberapa kombinasi

of what you see depicted here.

dari apa yang Anda lihat yang digambarkan di sini.

And that includes our own bodies.

Dan itu termasuk tubuh kita sendiri.

I recall the very moment one day

Saya ingat suatu hari saat yang tidak terlupakan

when I was searching for a pair of metals

ketika saya sedang mencari sepasang logam

that would meet the constraints

yang akan mengatasi kendala

of earth abundance,

kelimpahan bumi,

different, opposite density

berbeda, densitas berlawanan

and high mutual reactivity.

dan reaktivitas tinggi yang bermanfaat.

I felt the thrill of realization

Saya merasakan getaran realisasi

when I knew I'd come upon the answer.

ketika saya tahu jawabannya akan datang.

Magnesium for the top layer.

Magnesium untuk lapisan atas.

And antimony

Dan antimon

for the bottom layer.

untuk lapisan bawah.

You know, I've got to tell you,

Anda tahu, Saya harus memberitahu Anda,

one of the greatest benefits of being a professor:

salah satu manfaat terbesar menjadi seorang profesor:

colored chalk.

kapur berwarna.

(Laughter)

(Tertawa)

So to produce current,

Jadi untuk menghasilkan arus,

magnesium loses two electrons

magnesium kehilangan dua elektron

to become magnesium ion,

menjadi ion magnesium,

which then migrates across the electrolyte,

yang kemudian bermigrasi di seluruh elektrolit,

accepts two electrons from the antimony,

menerima dua elektron dari antimon,

and then mixes with it to form an alloy.

dan kemudian bercampur dengannya untuk membentuk paduan.

The electrons go to work

Elektron bekerja

in the real world out here,

di dunia nyata di sini,

powering our devices.

menghidupkann perangkat kita.

Now to charge the battery,

Sekarang untuk mengisi baterai,

we connect a source of electricity.

kita menghubungkan sumber listrik.

It could be something like a wind farm.

Ini bisa menjadi sesuatu seperti sebuah peternakan angin.

And then we reverse the current.

Dan kemudian kita membalikkan arus.

And this forces magnesium to de-alloy

Dan ini akan memaksa magnesium untuk memisahkan diri

and return to the upper electrode,

dan kembali ke elektroda atas,

restoring the initial constitution of the battery.

memulihkan konstitusi awal baterai.

And the current passing between the electrodes

Dan arus lewat diantara elektroda

generates enough heat to keep it at temperature.

menghasilkan panas yang cukup untuk menjaga suhu.

It's pretty cool,

Itu cukup keren,

at least in theory.

setidaknya dalam teori.

But does it really work?

Tapi apakah itu benar-benar bekerja?

So what to do next?

Jadi apa yang harus dilakukan selanjutnya?

We go to the laboratory.

Kami pergi ke laboratorium.

Now do I hire seasoned professionals?

Sekarang apakah saya menyewa profesional berpengalaman?

No, I hire a student

Tidak, saya mempekerjakan seorang mahasiswa

and mentor him,

dan membimbingnya,

teach him how to think about the problem,

mengajarkan dia bagaimana memikirkan masalah,

to see it from my perspective

untuk melihatnya dari cara pandang saya

and then turn him loose.

dan kemudian membebaskan dirinya.

This is that student, David Bradwell,

Ini dia mahasiswa tersebut, David Bradwell,

who, in this image,

yang, dalam gambar ini,

appears to be wondering if this thing will ever work.

kelihatannya seperti bertanya-tanya apakah hal ini bisa bekerja.

What I didn't tell David at the time

Apa yang saya tidak beritahu David pada saat itu

was I myself wasn't convinced it would work.

adalah saya sendiri tidak yakin itu akan berhasil.

But David's young and he's smart

Tapi David masih muda dan dia pintar

and he wants a Ph.D.,

dan dia ingin jadi Ph.D.,

and he proceeds to build --

dan ia melanjutkan untuk membangun --

(Laughter)

(Tertawa)

He proceeds to build

Dia melanjutkan untuk membangun

the first ever liquid metal battery

baterai logam cair pertama yang pernah ada

of this chemistry.

dari cairan kimia ini.

And based on David's initial promising results,

Dan berdasarkan hasil awal David yang menjanjikan,

which were paid

yang dibayar

with seed funds at MIT,

dengan dana amal di MIT,

I was able to attract major research funding

saya bisa menarik dana penelitian besar

from the private sector

dari sektor swasta

and the federal government.

dan pemerintah federal.

And that allowed me to expand my group to 20 people,

Dan yang memungkinkan saya untuk memperbanyak kelompok saya menjadi 20 orang,

a mix of graduate students, post-docs

campuran mahasiswa pascasarjana, pasca-doktoral,

and even some undergraduates.

dan bahkan beberapa mahasiswa sarjana.

And I was able to attract really, really good people,

Dan saya bisa menarik orang-orang yang benar-benar bagus,

people who share my passion

orang yang berbagi semangat dengan saya

for science and service to society,

untuk ilmu pengetahuan dan pelayanan kepada masyarakat,

not science and service for career building.

bukan ilmu pengetahuan dan layanan untuk membangun karir.

And if you ask these people

Dan jika Anda bertanya kepada orang-orang ini

why they work on liquid metal battery,

mengapa mereka bekerja pada baterai logam cair,

their answer would hearken back

jawaban mereka akan kembali

to President Kennedy's remarks

ke pernyataan Presiden Kennedy

at Rice University in 1962

di Rice University pada tahun 1962

when he said -- and I'm taking liberties here --

ketika ia mengatakan -- dan aku mengambil kebebasan di sini --

"We choose to work on grid-level storage,

"Kami memilih untuk bekerja pada penyimpanan tingkat jaringan,

not because it is easy,

bukan karena mudah,

but because it is hard."

tetapi karena sulit."

(Applause)

(Tepuk tangan)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

Jadi, ini adalah evolusi dari baterai logam cair.

We start here with our workhorse one watt-hour cell.

Kita mulai di sini dengan hasil kerja keras kami yaitu sel satu watt-jam.

I called it the shotglass.

Saya menyebutnya gelas sloki.

We've operated over 400 of these,

Kami telah mengoperasikan sebanyak lebih dari 400 benda seperti ini,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

menyempurnakan kinerjanya dengan kemajemukan kimia --

not just magnesium and antimony.

bukan hanya magnesium dan antimon.

Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.

Dalam masa penelitian itu kami meningkatkan ke sel 20 watt-jam.

I call it the hockey puck.

Saya menyebutnya keping hoki.

And we got the same remarkable results.

Dan kami mendapatkan hasil yang sama luar biasa.

And then it was onto the saucer.

Dan kemudian sel tersebut kami buat dalam bentuk piringan.

That's 200 watt-hours.

Yaitu 200 watt-jam.

The technology was proving itself

Teknologi ini membuktikan dirinya

to be robust and scalable.

teruji dan terukur.

But the pace wasn't fast enough for us.

Tapi langkah kami belum cukup cepat.

So a year and a half ago,

Jadi satu setengah tahun yang lalu,

David and I,

saya dan David,

along with another research staff-member,

bersama dengan staf anggota penelitian lainnya,

formed a company

membentuk sebuah perusahaan

to accelerate the rate of progress

untuk mempercepat tingkat kemajuan

and the race to manufacture product.

dan perlombaan untuk memproduksi produk.

So today at LMBC,

Jadi hari ini pada LMBC,

we're building cells 16 inches in diameter

kami sedang membangun sel diameter 16 inci

with a capacity of one kilowatt-hour --

dengan kapasitas satu kilowatt-jam -

1,000 times the capacity

1.000 kali kapasitas

of that initial shotglass cell.

sel gelas sloki awal.

We call that the pizza.

Kami menyebutnya pizza.

And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.

Dan kemudian kami telah menyiapkan sel empat kilowatt-jam sel di masa datang.

It's going to be 36 inches in diameter.

Ini akan menjadi sel diamater 36 inci.

We call that the bistro table,

Kami menyebutnya meja bistro,

but it's not ready yet for prime-time viewing.

tapi belum siap menunjukkannya pada tanyangan utama.

And one variant of the technology

Dan salah satu varian dari teknologi

has us stacking these bistro tabletops into modules,

yang telah kami buat adalah menyusun meja bistro ini ke dalam modul,

aggregating the modules into a giant battery

menggabungkan modul ke dalam baterai raksasa

that fits in a 40-foot shipping container

seukuran kontainer kapal 40-kaki

for placement in the field.

untuk penempatan di lapangan.

And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --

Dan ini memiliki kapasitas terpasang dua megawatt-jam -

two million watt-hours.

dua juta watt-jam.

That's enough energy

Itu adalah energi yang cukup

to meet the daily electrical needs

untuk memenuhi kebutuhan listrik harian

of 200 American households.

200 rumah tangga di Amerika.

So here you have it, grid-level storage:

Jadi di sini Anda memilikinya, penyimpanan tingkat jaringan:

silent, emissions-free,

tidak berisik, bebas emisi,

no moving parts,

tidak ada bagian yang bergerak,

remotely controlled,

dikendalikan dari jauh,

designed to the market price point

yang dirancang untuk harga pasar

without subsidy.

tanpa subsidi.

So what have we learned from all this?

Jadi apa yang telah kita pelajari dari semua ini?

(Applause)

(Tepuk tangan)

So what have we learned from all this?

Jadi apa yang telah kita pelajari dari semua ini?

Let me share with you

Biarkan saya berbagi dengan Anda

some of the surprises, the heterodoxies.

beberapa kejutan, kebidahan

They lie beyond the visible.

Mereka berada dalam jangkauan penglihatan.

Temperature:

Suhu:

Conventional wisdom says set it low,

kebijaksanaan umum mengatakan untuk mengaturnya rendah,

at or near room temperature,

pada atau dekat suhu kamar,

and then install a control system to keep it there.

dan kemudian menginstal sistem kendali untuk menjaganya tetap seperti itu.

Avoid thermal runaway.

Hindari kehilangan panas.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

Baterai logam cair dirancang untuk beroperasi pada suhu tinggi

with minimum regulation.

dengan aturan minimum.

Our battery can handle the very high temperature rises

Baterai kami dapat menangani kenaikan suhu sangat tinggi

that come from current surges.

yang berasal dari lonjakan arus.

Scaling: Conventional wisdom says

Skala: Kebijaksanaan umum mengatakan

reduce cost by producing many.

kurangi biaya dengan memproduksi banyak.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

Baterai logam cair dirancang untuk mengurangi biaya

by producing fewer, but they'll be larger.

dengan memproduksi lebih sedikit, tetapi mereka akan menjadi lebih besar.

And finally, human resources:

Dan akhirnya, sumber daya manusia:

Conventional wisdom says

kebijaksanaan umum mengatakan

hire battery experts,

menyewa ahli baterai,

seasoned professionals,

profesional berpengalaman,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

yang dapat memanfaatkan pengalaman dan pengetahuan mereka yang luas.

To develop liquid metal battery,

Untuk mengembangkan baterai logam cair,

I hired students and post-docs and mentored them.

saya mempekerjakan mahasiswa dan pasca-doktoral dan membimbing mereka.

In a battery,

Dalam baterai,

I strive to maximize electrical potential;

saya berusaha untuk memaksimalkan potensi listrik,

when mentoring,

ketika membimbing mereka,

I strive to maximize human potential.

saya berusaha untuk memaksimalkan potensi manusia.

So you see,

Jadi Anda lihat,

the liquid metal battery story

kisah baterei logam cair

is more than an account

baterai lebih dari suatu cerita

of inventing technology,

tentang penciptaan teknologi,

it's a blueprint

ini adalah cetak biru

for inventing inventors, full-spectrum.

untuk menciptakan penemu, spektrum penuh.

(Applause)

(Tepuk tangan)