Jika Anda pernah melihat diri Anda sendiri melalui kamera pencitraan termal, Anda akan tahu bahwa tubuh Anda menghasilkan banyak panas. Ini sebenarnya adalah produk limbah metabolisme kita. Setiap persegi tubuh manusia memberi panas setara dengan sekitar 19 pertandingan per jam.
Sayangnya, sebagian besar panas ini hilang begitu saja ke atmosfer. Bukankah lebih bagus jika kita bisa memanfaatkannya untuk menghasilkan energi? Penelitian saya menunjukkan bahwa hal ini memang mungkin terjadi. Rekan-rekan saya dan saya menemukan cara untuk menangkap dan menyimpan panas tubuh untuk produksi energi, menggunakan bahan ramah lingkungan.
Tujuannya adalah untuk menciptakan perangkat yang dapat menghasilkan dan menyimpan energi, bertindak sebagai bank daya tertanam untuk teknologi yang dapat dikenakan. Hal ini memungkinkan perangkat seperti jam tangan pintar, pelacak kebugaran, atau pelacak GPS bekerja lebih lama, atau bahkan tanpa batas waktu, dengan memanfaatkan panas tubuh kita.
Bukan hanya tubuh kita yang menghasilkan limbah panas. Di dunia kita yang berteknologi maju, sejumlah besar limbah panas dihasilkan setiap hari, mulai dari mesin kendaraan hingga mesin yang memproduksi barang.
Biasanya, panas ini juga dilepaskan ke atmosfer, sehingga mengakibatkan hilangnya peluang pemulihan energi secara signifikan. Munculnya konsep “pemulihan limbah panas” mencoba mengatasi inefisiensi ini. Dengan memanfaatkan energi yang terbuang sia-sia ini, industri dapat meningkatkan efisiensi operasionalnya dan berkontribusi terhadap lingkungan yang lebih berkelanjutan.
Pada efek termoelektrik adalah fenomena yang dapat membantu mengubah panas menjadi listrik. Hal ini berfungsi agar perbedaan suhu menghasilkan potensial listrik, karena elektron mengalir dari sisi panas ke sisi dingin, menghasilkan listrik yang dapat digunakan.
Konvensional bahan termoelektrikNamun, sering kali bahan tersebut terbuat dari kadmium, timbal, atau merkuri. Bahan-bahan tersebut memiliki risiko lingkungan dan kesehatan yang membatasi penerapan praktisnya.
Kekuatan kayu
Namun kami menemukan bahwa Anda juga dapat membuat bahan termoelektrik dari kayu – menawarkan alternatif yang lebih aman dan berkelanjutan.
Kayu telah menjadi bagian integral dari peradaban manusia selama berabad-abad, berfungsi sebagai sumber bahan bangunan dan bahan bakar. Kami menemukan potensi bahan turunan kayu untuk mengubah limbah panas, yang seringkali hilang dalam proses industri, menjadi listrik yang berharga.
Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi energi, namun juga mengubah cara kita memandang material sehari-hari sebagai komponen penting dalam solusi energi berkelanjutan.
Tim kami di Universitas Limerick, bekerja sama dengan Universitas Valencia, dikembangkan metode berkelanjutan untuk mengubah limbah panas menjadi listrik menggunakan produk kayu Irlandia, khususnya ligninyang merupakan produk sampingan dari industri kertas.
Studi kami menunjukkan bahwa membran berbasis lignin, ketika direndam dalam larutan garam, dapat secara efisien mengubah limbah panas pada suhu rendah (di bawah 200 derajat Celcius) menjadi listrik. Perbedaan suhu melintasi membran lignin menyebabkan ion (atom bermuatan) dalam larutan garam bergerak. Ion positif berpindah ke sisi yang lebih dingin, sedangkan ion negatif berpindah ke sisi yang lebih hangat. Pemisahan muatan ini menciptakan perbedaan potensial listrik melintasi membran, yang dapat digunakan sebagai listrik.
Dari sekitar 66% limbah industri panas berada dalam kisaran suhu ini, inovasi ini mewakili peluang besar bagi solusi energi ramah lingkungan.
Teknologi baru ini berpotensi membawa perubahan besar di banyak bidang. Industri seperti manufaktur, yang menghasilkan limbah panas dalam jumlah besar, dapat memperoleh manfaat besar dengan mengubah limbah panas tersebut menjadi listrik. Hal ini akan membantu mereka menghemat energi dan mengurangi dampaknya terhadap lingkungan.
Teknologi ini dapat digunakan dalam berbagai pengaturan, mulai dari menyediakan daya di daerah terpencil hingga memberi daya pada sensor dan perangkat dalam aplikasi sehari-hari. Sifatnya yang ramah lingkungan juga menjadikannya solusi menjanjikan untuk produksi energi berkelanjutan pada bangunan dan infrastruktur.
Masalah penyimpanan
Menangkap energi dari limbah panas hanyalah langkah pertama; penyimpanan yang efisien juga sama pentingnya. Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi yang dengan cepat mengisi dan mengeluarkan listrik. Hal ini menjadikannya penting untuk aplikasi yang memerlukan penyaluran daya cepat.
Namun, ketergantungan mereka pada bahan karbon yang berasal dari bahan bakar fosil menimbulkan kekhawatiran akan keberlanjutan, sehingga menyoroti perlunya alternatif terbarukan dalam produksinya.
Kelompok penelitian kami menemukan bahwa karbon berpori berbasis lignin dapat berfungsi sebagai elektroda dalam superkapasitor untuk menyimpan energi yang dihasilkan dengan memanen limbah panas menggunakan membran lignin.
Proses ini memungkinkan membran lignin menangkap dan mengubah limbah panas menjadi listrik, sedangkan struktur karbon berpori memfasilitasi pergerakan cepat dan penyimpanan ion. Dengan memberikan alternatif ramah lingkungan yang menghindari bahan kimia berbahaya dan ketergantungan pada bahan bakar fosil, pendekatan ini menawarkan solusi berkelanjutan untuk menyimpan energi dari limbah panas.
Inovasi dalam teknologi penyimpanan energi ini dapat memberi daya pada segala hal, mulai dari barang elektronik konsumen, teknologi yang dapat dipakai, hingga kendaraan listrik.
Muhammad Mudassar adalah mahasiswa doktoral di Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Universitas Limerick.
Artikel ini telah diterbitkan ulang oleh Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Bacalah artikel asli.
Source link
