KRISS Mengembangkan Metamaterial untuk Menangkap dan Memperkuat Getaran Mikro untuk Meningkatkan Pemanenan Energi
Institut Penelitian Standar dan Sains Korea, Daejeon, Korea Selatan
Metamaterial dikembangkan oleh KRISS. (Gambar:Institut Penelitian Standar dan Sains Korea)
Institut Penelitian Standar dan Sains Korea (KRISS) telah mengembangkan metamaterial yang menjebak dan memperkuat getaran mikro di area kecil. Inovasi ini diharapkan dapat meningkatkan keluaran daya dari pemanenan energi, yang mengubah energi getaran yang terbuang menjadi listrik, dan mempercepat komersialisasinya.
Pemanenan energi mengacu pada teknologi yang mengubah energi terbuang berupa panas, cahaya, dan getaran menjadi energi listrik. Meskipun pembangkit listrik tenaga surya, yang memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energinya, sudah umum digunakan, namun hal ini memiliki keterbatasan seperti keluaran yang tidak konsisten dan ketidakmampuan menghasilkan listrik dalam kondisi cuaca tertentu.
Sebaliknya, memanfaatkan getaran yang ada di mana-mana sebagai sumber energi memungkinkan pembangkitan listrik yang stabil tanpa kendala lingkungan sekitar. Inilah sebabnya mengapa pemanenan energi getaran terus mendapat perhatian sebagai sumber daya masa depan untuk sensor Internet of Things (IoT) yang memerlukan pasokan listrik 24/7 yang konstan dan perangkat medis yang dapat dipakai yang dapat mengukur tekanan darah dan kadar gula secara real-time.
Permasalahan utama yang menghambat pemanenan energi getaran adalah keluaran daya yang lebih rendah dan biaya produksi yang lebih tinggi, sehingga menjadikannya kandidat yang buruk untuk penerapan praktis. Meskipun jumlah daya yang dihasilkan sebanding dengan besarnya getaran yang dihasilkan, sebagian besar getaran yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari berukuran kecil.
Untuk mengatasi masalah signifikan ini, banyak perangkat konversi, seperti elemen piezoelektrik, harus dipasang di beberapa lokasi yang terkena getaran yang relatif besar.
Metamaterial yang dikembangkan oleh KRISS menjebak dan mengakumulasi getaran mikro di dalamnya dan memperkuatnya lebih dari 45 kali. Hal ini memungkinkan pembangkitan tenaga listrik skala besar dibandingkan dengan sedikitnya jumlah elemen piezoelektrik yang digunakan. Dengan menerapkan pemanenan getaran dengan metamaterial yang dikembangkan, tim peneliti telah berhasil menghasilkan listrik empat kali lebih banyak per satuan luas dibandingkan teknologi konvensional.
Secara khusus, metamaterial yang baru dikembangkan ini memiliki struktur tipis dan datar kira-kira seukuran telapak tangan orang dewasa, sehingga dapat dengan mudah menempel pada permukaan mana pun di mana getaran terjadi. Karena strukturnya dapat dengan mudah dimodifikasi agar sesuai dengan objek yang akan dipasang, cakupan penerapannya beragam, mulai dari sensor diagnostik yang memeriksa kerusakan di gedung bertingkat atau jembatan besar hingga biosensor kecil yang memantau kondisi kesehatan individu.
“Penelitian ini adalah yang pertama di dunia yang berhasil mengumpulkan dan memperkuat getaran menggunakan metamaterial permukaan yang memerangkap getaran untuk sementara,” kata Peneliti Senior Lee Hyung Jin dari Grup Metrologi Akustik, Ultrasound, dan Getaran di KRISS.
Peneliti Senior Seung Hong Min dari Non-Destructive Metrology Group juga menyatakan ketertarikannya, dengan berkomentar, “Metamaterial dapat digunakan untuk mengembangkan sensor presisi tinggi dan sensitivitas tinggi generasi mendatang dengan memperkuat getaran ultra-halus yang sulit diukur dengan sensor konvensional.”
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Eunhye Bae di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya..
