Alarm Bertenaga Sendiri Memantau Kebakaran dan Lingkungan
Sebuah perangkat baru yang dikenal sebagai MC-TENG - kependekan dari multilayered cylindrical triboelectric nanogenerator - menghasilkan tenaga listrik dengan memanen energi dari gerakan sporadis dari cabang-cabang pohon tempat ia menggantung. Sistem penginderaan mandiri dapat terus memantau kebakaran dan kondisi lingkungan tanpa memerlukan pemeliharaan setelah penerapan.
Metode deteksi kebakaran hutan tradisional termasuk pemantauan satelit, patroli darat, menara pengawas, dan lainnya yang memiliki biaya tenaga kerja dan keuangan yang tinggi dengan imbalan efisiensi yang rendah. Teknologi sensor jarak jauh saat ini menjadi lebih umum tetapi terutama mengandalkan teknologi baterai untuk daya.
Meskipun sel surya telah banyak digunakan untuk elektronik portabel atau sistem swadaya, namun sulit untuk memasangnya di hutan karena naungan atau penutup dedaunan yang rimbun.
Teknologi TENG mengubah energi mekanik eksternal — seperti pergerakan cabang pohon — menjadi listrik melalui efek triboelektrik, sebuah fenomena di mana material tertentu menjadi bermuatan listrik setelah terpisah dari material kedua yang sebelumnya bersentuhan.
Versi paling sederhana dari perangkat TENG terdiri dari dua lengan silinder dari bahan unik yang cocok satu sama lain. Selongsong inti ditambatkan dari atas sementara selongsong bawah bebas meluncur ke atas dan ke bawah dan bergerak dari sisi ke sisi, hanya dibatasi oleh pita ikat elastis atau pegas. Saat kedua lengan bergerak tidak sinkron, kehilangan kontak yang terputus-putus menghasilkan listrik. MC-TENG dilengkapi dengan beberapa lapisan triboelektrik hierarkis, meningkatkan keluaran listrik.
MC-TENG menyimpan arus listrik yang dihasilkan secara sporadis dalam superkapasitor mikro berbasis karbon-nanotube. Para peneliti memilih teknologi ini karena waktu pengisian dan pengosongannya yang cepat, memungkinkan perangkat untuk mengisi daya secara memadai hanya dengan hembusan angin yang singkat namun berkelanjutan. Pada frekuensi getaran yang sangat rendah, MC-TENG dapat secara efisien menghasilkan listrik untuk mengisi superkapasitor yang terpasang dalam waktu kurang dari tiga menit.
Para peneliti melengkapi prototipe awal dengan karbon monoksida dan sensor suhu. Penambahan sensor suhu dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan pembacaan karbon dioksida positif palsu.
Tim akan melakukan uji lapangan pada perangkat produksi untuk memantau kondisi lingkungan hutan dan skenario pengujian, menggunakan bahan yang menyerupai api sungguhan.
Mereka juga bertujuan untuk menambahkan fungsionalitas tambahan, yang memungkinkan perangkat untuk disesuaikan dengan kondisi cuaca dan lingkungan di mana ia digunakan.
