Alat pembangkit tenaga listrik memanfaatkan perubahan temperatur udara kembali ditemukan!

Perangkat termoelektrik, yang bisa menghasilkan tenaga listrik saat satu sisi perangkat memiliki suhu yang berbeda dari sisi yang lain, telah menjadi bahan penelitian banyak ilmuwan dalam beberapa tahun terakhir. Sekarang, sebuah tim dari MIT (Massachusetts Institute of Technology) telah menemukan cara baru untuk mengubah fluktuasi perubahan suhu lingkungan menjadi tenaga listrik. Alih-alih membutuhkan dua input suhu yang berbeda pada saat bersamaan, sistem baru ini memanfaatkan ayunan perubahan temperatur pada suhu kamar yang terjadi selama siklus siang hari.

Sistem baru yang disebut resonator termal ini, dapat diterapkan pada sistem penginderaan jarak jauh secara terus-menerus selama bertahun-tahun, tanpa memerlukan sumber daya atau baterai lain.

“Kami pada dasarnya menemukan konsep ini di luar konsep yang ada,” kata Michael Strano, Profesor Teknik Kimia dari MIT. “Kami telah membangun resonator termal pertama. Ini adalah sesuatu yang bisa duduk di atas meja dan menghasilkan energi dari keadaan yang nampak tidak seperti apa-apa. Kami dikelilingi oleh fluktuasi suhu dari semua frekuensi yang berbeda sepanjang waktu. Ini adalah sumber energi yang belum dimanfaatkan.”

180215124853_1_900x600

Sementara tingkat daya yang dihasilkan oleh sistem baru ini masih sederhana. Saat ini keuntungan dari purwarupa resonator termal ini adalah bahwa ia tidak memerlukan sinar matahari langsung untuk bekerja. Bahkan alat ini mampu menghasilkan energi di tempat teduh. Itu berarti tidak terpengaruh oleh perubahan awan, kondisi angin, atau kondisi lingkungan lainnya. Bahkan ia dapat ditempatkan di bawah panel surya, di bawah bayangan abadi, di mana ia akan membantu meningkatkan efisiensi pembangkit tenaga surya tersebut.

Para periset menyadari bahwa untuk menghasilkan tenaga dari siklus suhu, mereka membutuhkan material yang dioptimalkan sehingga bahan tersebut mudah dapat menarik panas dari sekitarnya atau melepaskannya. Mereka membutuhkan material dengan efusi termal terbaik. Efusi termal adalah gabungan sifat konduksi termal (seberapa cepat panas dapat menyebar melalui material) dan kapasitas termal (berapa banyak panas yang dapat disimpan dalam volume material tertentu). Pada sebagian besar bahan, jika salah satu sifat ini tinggi, yang lainnya cenderung rendah. Keramik, misalnya, memiliki kapasitas termal yang tinggi namun konduksi rendah.

Untuk menyiasati hal ini, tim membuat kombinasi bahan yang disesuaikan dengan hati-hati. Struktur dasarnya adalah busa logam, terbuat dari tembaga atau nikel, yang kemudian dilapisi dengan lapisan graphene sehingga menghasilkan konduktivitas termal yang lebih besar. Kemudian, busa diinfus dengan sejenis lilin yang disebut octadecane, sebuah material perubahan fasa, yang berubah antara padat dan cair dalam kisaran suhu tertentu yang dipilih untuk aplikasi tertentu.

Pada sebuah pengujian terhadap kreasi material ini menunjukkan bahwa, perbedaan suhu 10 derajat Celcius antara siang dan malam, sampel material yang kecil mampu menghasilkan 350 milivolt tegangan dan 1,3 miliwatt daya listrik – cukup untuk menghidupi perangkat daya sederhana seperti sensor lingkungan kecil atau sistem komunikasi.

“Material perubahan fasa berfungsi untuk menyimpan panas,” kata Cottrill, penulis utama studi ini, “dan graphene memberi Anda konduksi sangat cepat” ketika tiba saatnya menggunakan panas itu untuk menghasilkan arus listrik.

Intinya, Strano menjelaskan bahwa satu sisi perangkat menangkap panas, yang kemudian perlahan menyebar ke sisi lain. Satu sisi akan selalu tertinggal di belakang yang lain saat sistem mencoba mencapai keseimbangan. Perbedaan abadi antara kedua sisi material ini kemudian dapat dipanen energinya menggunakan sistem termoelektrik konvensional. Kombinasi dari tiga bahan – busa logam, graphene, dan octadecane – membuat material khusus alat ini menjadi “material dengan effusivitas termal tertinggi dalam literatur sampai saat ini,” ungkap Strano.

Alat ini nantinya jika dikembangkan lebih lanjut dapat dipasangkan di dekat mesin-mesin penghasil panas seperti lemari es, motor-motor listrik, mesin-mesin di pabrik industri, dan lain sebagainya.

Credit: Science Daily

Post Author: Onny

"Science is the highest Art in the universe."

Leave a Reply