Baterai Plastik: Semua Sudah Diisi dan Menunggu untuk Dioperasikan

Banyak orang memeriksa mesin faks mereka setiap pagi, tetapi akhir-akhir ini Theodore Poehler dan Peter Searson menaruh minat khusus pada apa yang muncul di mesin mereka. Sepasang ilmuwan Universitas Johns Hopkins ini percaya bahwa mereka sangat dekat dengan kesepakatan yang dapat mengubah gagasan penelitian mereka - baterai plastik - menjadi kenyataan komersial. Setiap hari mereka mengharapkan untuk melihat hasil akhir dari negosiasi selama lebih dari satu tahun, mengharapkan keputusan dari beberapa perusahaan baterai besar atau kabar dari investor swasta yang telah menyatakan kesediaannya untuk memberikan puluhan juta dolar.



Kesepakatan dengan perusahaan baterai atau kelompok pendukung yang tepat dapat mengubah penemuan mereka dari keingintahuan laboratorium menjadi bintang yang sedang naik daun di pasar baterai yang besar. Prototipenya luar biasa kecil, ringan, dan dapat diisi ulang. Yang lebih menarik lagi, ia hadir dalam lembaran tipis yang dapat ditekuk yang dapat dibentuk menjadi bentuk yang menyerupai kartu nama. Poehler dan Searson berpikir baterai baru dapat memainkan peran utama dalam generasi baru kendaraan listrik, satelit dan perangkat elektronik ringan-bahkan sebagai pengganti baterai ukuran AA standar.

Perburuan Bermasalah untuk Sel Tertinggi

Cerita ini adalah bagian dari edisi Juli 1998 kami





  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Itulah mimpinya. Namun, mewujudkannya menjadi kenyataan, membutuhkan banyak uang. Ini juga membutuhkan kecerdasan bisnis. Dan Poehler dan Searson tahu tidak ada jaminan kesuksesan. Kami berdua sangat dijaga, jelas Peohler. Jika itu terjadi, itu terjadi-jika tidak, yah, kami mencoba berpikir untuk melakukan penelitian untuk membuat teknologi lebih baik.

Kisah mereka adalah kisah tentang bagaimana para peneliti dasar yang bekerja di ujung tombak dapat menemukan diri mereka di dunia kewirausahaan, modal ventura, dan bisnis besar. Dan bagaimana, begitu mereka sampai di sana, masalahnya mungkin sama rumitnya—dan jauh lebih tidak familiar—daripada yang mereka hadapi di bangku lab.

Poehler, seorang profesor teknik listrik dan komputer dan wakil rektor universitas untuk penelitian, dan Searson, seorang profesor ilmu material dan teknik, tidak pernah menjadi pengusaha. Ketika mereka memulai pencarian mereka enam tahun lalu untuk baterai plastik, mereka hanya ingin melakukan sains yang baik, menguji batas material dan sistem. Para profesor memimpin tim peneliti di Johns Hopkins yang mencakup Jeffrey Killian, Josef Gofer dan Haripada Sarker; mahasiswa pascasarjana Jennifer Giaccai kemudian bergabung dengan grup. Kemajuan datang perlahan, tetapi pada tahun 1996 mereka memiliki prototipe yang bisa diterapkan. Kemudian, awal tahun lalu, siaran pers Universitas Johns Hopkins yang menggembar-gemborkan pengembangan baterai plastik baru memicu hiruk-pikuk media.



Baterai plastik itu diberi nama Invention of the Year oleh Popular Science. Kru TV tiba dari jauh seperti Swedia, Tokyo, dan Brasil dan menjelajahi lab. Para peneliti muncul di CNN dan di USA Today. Mahasiswa pascasarjana dalam kelompok itu menjadi bintang media lokal. Ratusan perusahaan dan investor menanyakan tentang teknologi baru, mencoba mengubah potensi listriknya menjadi potensi pendapatan. Analis Wall Street menelepon untuk mendapatkan informasi tentang kesepakatan apa pun yang mungkin ditandatangani untuk memproduksi baterai secara komersial.

Hari-hari ini, lebih dari setahun kemudian, lab hampir kembali normal. Kunjungan baru-baru ini oleh TR menemukan keheningan laboratorium universitas yang biasa, para peneliti melakukan bisnis melakukan sains. Kru TV sudah pergi. Arus pengunjung yang stabil menipis.

Di luar sorotan media, tim Johns Hopkins, seperti peneliti akademis lainnya yang telah mengembangkan teknologi material baru yang sedang hangat, menavigasi dunia bisnis dan keuangan.

berapa biaya DNA leluhur?

Jangan salah - taruhannya tinggi. Komersialisasi baterai plastik yang berhasil dapat berarti banyak uang bagi penemu akademis dan universitas mereka. Pasar AS sendiri untuk baterai adalah ,8 miliar per tahun dan siap untuk pertumbuhan pesat karena generasi baru kendaraan listrik dan perangkat elektronik yang lebih kecil mendorong kebutuhan akan baterai isi ulang yang lebih efisien dan lebih ringan. Laboratorium korporat dan akademik di seluruh dunia berlomba untuk menemukan solusinya, dengan banyak upaya berfokus pada baterai berbasis lithium ( lihat bilah sisi ).



Baterai plastik bisa mengukir ceruk yang menguntungkan. Sebagian besar baterai saat ini terbuat dari logam berat beracun dan merusak lingkungan seperti timbal dan kadmium. Baterai plastik, bagaimanapun, tidak mengandung logam dan mudah didaur ulang. Mereka harus disegel agar kelembaban tidak mengurangi muatannya, tetapi polimer di dalamnya jauh dari lithium, yang dapat meledak saat terkena air.

Terlebih lagi, baterai semua plastik terbuat dari lembaran tipis seperti foil-keuntungan penting bagi seseorang yang merancang produk yang perlu mencari tahu di mana harus memasukkan baterai. Bayangkan casing untuk komputer laptop dilapisi dengan lembaran tipis baterai atau bagian struktural mobil yang dilapisi dengan sumber daya, bahkan satelit di mana baterai plastik dijejalkan ke dalam ruang yang tersedia. Anda dapat membuatnya menjadi konfigurasi apa pun yang Anda inginkan, kata Searson.

Triknya adalah menemukan anoda polimer yang cocok untuk baterai yang bisa diterapkan. Ketika digunakan dalam baterai, polimer tertentu dapat bertindak sebagai katoda besar, siap menerima elektron yang datang dari anoda melalui sirkuit eksternal. Di sisi lain, agar polimer konduktor bertindak sebagai anoda, ia harus didoping sehingga elektron tambahan dipaksa masuk ke tulang punggung polimer, memberinya muatan negatif. Tidak seperti katoda yang didoping, bagaimanapun, anoda yang didoping tidak stabil dan rentan terhadap kelembaban.

apa yang terjadi dengan air mars?

Terlepas dari tantangan tersebut, tim Johns Hopkins maju ke depan. Akhirnya mereka menemukan bahwa dengan menjebak ion lithium dalam rantai polimer, mereka dapat membuat jenis plastik yang disebut polipirol berperilaku sebagai anoda. Setelah tiga tahun berusaha, Poehler merasa bahwa sistem ini mulai terlihat layak. Pada musim panas 1995, laboratorium menghasilkan baterai yang berfungsi. Tetapi baterai hanya menghasilkan sekitar satu volt per sel-terlalu rendah untuk banyak aplikasi-dan masih membutuhkan lithium sebagai dopan.

Tim kembali ke papan gambar. Kali ini mereka membuat terobosan signifikan dalam waktu kurang dari enam bulan. Tim Johns Hopkins beralih ke keluarga polimer yang disebut fluorofeniltiofena untuk membentuk elektroda; satu anggota keluarga, 3,4,5 TFPT, bertindak sebagai anoda, sementara yang lain, 3,5 DFPT, sebagai katoda. Polimer kemudian diapit di sekitar elektrolit baterai yang terbuat dari gel poliasilonitril tipis. Baterai bisa menghasilkan tiga volt listrik per sel dan diisi ulang ratusan kali.

Itu adalah terobosan yang luar biasa. Baterai sangat fleksibel seperti bungkus plastik-sehingga dapat digulung menjadi bentuk silinder dari baterai senter konvensional, atau digunakan sebagai lembaran setipis kartu kredit. Tidak seperti baterai konvensional, yang sering tidak bekerja pada suhu jauh di bawah titik beku, baterai ini mampu bekerja pada suhu serendah -40 derajat C. Sebagai bonus tambahan, baterai berubah warna saat dikeluarkan, sehingga mudah untuk mengetahui kapan baterai habis. pengisian ulang diperlukan.

Sekarang lab memiliki prototipe yang bisa diterapkan, tetapi itu hanya titik awal di jalan yang sulit menuju komersialisasi. Poehler, yang telah melihat banyak kesepakatan transfer teknologi dalam kapasitasnya sebagai wakil rektor, memimpin upaya bisnis tim. Tantangan pertama adalah menentukan apakah teknologi itu kompetitif, jelasnya. Pada akhir tahun 1996, ketika cerita itu tersebar di media, para peneliti Johns Hopkins yakin bahwa baterai mereka telah mencapai tahap itu. Mereka memilah-milah banjir permintaan dan bertemu dengan lebih dari 40 calon mitra penelitian atau penyandang dana, melakukan kunjungan atau dikunjungi oleh perusahaan atau kelompok penelitian hampir setiap minggu selama lebih dari setahun.

Kami tidak melihat sebagian besar pertemuan sebagai peluang untuk melakukan kesepakatan bisnis, tetapi sebagai peluang untuk bertukar informasi, kata Poehler. Namun tujuan utamanya adalah untuk membuat kesepakatan besar yang akan membawa baterai ke pasar, bukan hanya menghasilkan uang untuk melakukan penelitian lebih lanjut. Kami masih mengerjakan ini, dan selalu berjuang untuk mencapai titik di mana teknologi menjual dirinya sendiri, katanya.

Namun, untuk mencapai titik itu, tidak mudah. Faktanya, ini berarti menegosiasikan dunia modal ventura dan pembiayaan perusahaan yang kompleks. Poehler dan Searson masing-masing memiliki reputasi akademis yang mengesankan, tetapi, seperti kebanyakan ilmuwan, keduanya tidak memiliki banyak pengalaman dalam roda bisnis dan transaksi dan dunia keuangan tinggi.

Ini membutuhkan keahlian yang berbeda dari sains, kata Lita Nelsen, direktur Kantor Lisensi Teknologi MIT. Ada beberapa orang yang memiliki kedua keahlian tersebut, tetapi tidak banyak. Meningkatnya pasokan dolar modal ventura dan investor korporat yang mencari teknologi panas berarti menumbuhkan peluang bisnis bagi para ilmuwan universitas. Nelsen mengatakan, bagaimanapun, bahwa para ilmuwan sering fokus secara eksklusif pada aspek keuangan dari sebuah kesepakatan ketika mereka sebenarnya harus mencari lebih dari uang. Uang tersedia. Mereka harus mencari kebijaksanaan yang sejalan dengan kebijaksanaan untuk mengetahui apa yang harus dilakukan dalam situasi penilaian seperti ketika kepala eksekutif tidak bekerja, atau ketika seseorang melanggar hak paten mereka.

Peneliti akademis menghadapi sejumlah keputusan sulit, saat mereka mencoba memandu teknologi mereka keluar dari lab ke dunia bisnis. Mereka dapat, misalnya, hanya melisensikan paten mereka dan melanjutkan penelitian mereka. Sebagai alternatif, mereka dapat menjalin kerja sama dengan perusahaan yang dapat memberikan pengalaman pemasaran dan manufaktur yang tidak dimiliki para ilmuwan. Akhirnya, mereka dapat mencoba dan mencari pendanaan untuk perusahaan rintisan mereka sendiri.

Setiap opsi memiliki pro dan kontra. Apa pun keputusan mereka, Poehler dan Searson mengatakan mereka berencana untuk tetap pada pekerjaan akademis mereka dan membiarkan pengusaha menjalankan perusahaan apa pun. Lisensi teknologi ke perusahaan baterai yang mapan adalah taruhan yang aman secara finansial tetapi biasanya berarti menyerahkan kendali penuh. Mengambil dana modal ventura juga dapat berarti bahwa para peneliti akan menyerahkan lebih banyak kendali atas spin-off baterai daripada yang harus mereka lakukan dengan sumber modal swasta lainnya.

Yang dipertaruhkan dalam keputusan adalah apakah baterai plastik pernah keluar dari lab dan muncul sebagai perangkat praktis. Mengkomersilkan jenis baterai baru adalah proses yang terkenal mahal, membutuhkan pabrik manufaktur baru dan komitmen jangka panjang untuk jenis teknologi tertentu. Begitu sebuah perusahaan melisensikan sebuah teknologi, mereka sebagian besar mendapatkan kendali atas nasibnya—termasuk pilihan untuk menghentikan perkembangannya. Pilih mitra yang salah dan baterai—sekali suara favorit TV 30 detik—dapat dengan cepat diturunkan ke tumpukan baterai perusahaan yang lebih baik yang tidak pernah berhasil.

cara mengatasi anti vaxer

Di sisi lain, manuver bisnis yang tepat dapat memberikan gaji yang menguntungkan bagi Searson dan Poehler, serta beberapa rekan kerja lab mereka. Seperti kebanyakan peneliti yang menemukan sesuatu dengan potensi komersial, Searson, Poehler dan rekan-rekan mereka berhati-hati untuk mengajukan paten sebelum mereka mempublikasikan temuannya. Universitas memiliki paten, tetapi keuntungan atau biaya lisensi dibagi sehingga sepertiga masuk ke universitas, sepertiga ke peneliti dan sepertiga ke lab untuk penelitian masa depan. Jika jumlah yang terlibat menjadi sangat besar, bagian pribadi para peneliti menurun menjadi sekitar 15 persen.

Untuk saat ini, bagaimanapun, baterai plastik Johns Hopkins tampaknya tergantung pada tangkapan-22 yang sering mengganggu laboratorium yang ingin memasarkan teknologi dalam pengembangan awal; proyek ini membutuhkan lebih banyak dana untuk mencapai tahap pengembangan berikutnya tetapi para pendukung keuangan ingin melihat teknologi yang lebih maju sebelum mereka melonggarkan dompet.

Terlebih lagi, sementara pasar modal ventura terus berkembang pesat dan merupakan sumber uang yang siap digunakan untuk startup di bidang teknologi informasi dan biotek, investasi ventura dalam materi baru tetap menjadi sektor yang lamban dan sering diabaikan. Wall Street tidak menyukai cerita material, kata Joe Lovett, mitra umum Medical Science Partners, sebuah perusahaan modal ventura di Wellesley, Mass., yang mendanai startup biotek dan ilmu material.

Josh Lerner, seorang profesor di Harvard Business School dan ahli modal ventura, mengatakan, Ilmu material memiliki lonjakan popularitas yang singkat di akhir 1980-an dengan superkonduktivitas suhu tinggi. Tetapi orang-orang tampaknya telah kecewa dengan daerah tersebut. Lerner mengatakan bahwa bahkan dengan ledakan investasi ventura, masih ada kelompok teknologi yang sangat sempit yang didanai; 80 hingga 85 persen perusahaan berada di bidang teknologi informasi dan ilmu kehidupan.

Di luar kendala pendanaan tersebut, baterai plastik menghadapi persaingan ketat dari beberapa jenis baterai menjanjikan lainnya, termasuk baterai zinc-air dan baterai lithium. Masing-masing teknologi tersebut memiliki investasi ratusan juta dolar dan permulaan yang kritis. Beberapa sudah diproduksi dalam skala besar. Seperti baterai plastik, baterai ini efisien, ringan, dan ringkas. Baterai lithium-polimer, misalnya, dapat dibentuk menjadi hampir semua bentuk, bahkan dipotong-potong tanpa kehilangan muatannya.

Jadi apa kemungkinannya suatu hari kita akan menemukan diri kita mengendarai mobil dengan bagian-bagian yang dilapisi dengan baterai plastik, berbicara di ponsel yang ditenagai oleh barang-barang itu? Masih terlalu dini untuk mengatakannya. Jika Poehler memiliki pilihannya, salah satu perusahaan baterai terbesar di dunia akan berkata, Kami akan mengambil ini dan membuatnya dan memberi Anda banyak hal, dan Anda masih dapat melakukan pekerjaan Anda sendiri untuk meningkatkan teknologi,' atau keuangan pendukung akan datang dan memberi mereka banyak uang untuk memulai sebuah perusahaan.

Tetapi para ilmuwan Johns Hopkins tahu itu tidak mudah. Jadi setiap pagi Poehler dan Searson terus mencari kesepakatan yang ditandatangani yang mungkin membawa kita lebih dekat ke realitas baterai plastik. Terlepas dari semua terobosan penelitian, hype media dan pertemuan yang menjanjikan, itu masih mimpi mencoba untuk membuat lompatan besar ke dunia komersial.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan