Mesin Baru Menghasilkan Listrik Dari Bola Salju

• Para peneliti membangun perangkat pertama untuk menghasilkan listrik statis dari salju yang turun.
• Dapat diintegrasikan dengan panel surya untuk mendapatkan catu daya terus menerus dalam kondisi bersalju.
• Ini juga berfungsi sebagai sensor self-powered untuk memantau arah angin dan kecepatan hujan salju.

Di daerah hujan salju, cukup sulit untuk mengakses sumber daya hijau terbarukan, seperti turbin angin dan energi matahari. Kondisi cuaca ekstrem seperti periode siang hari yang pendek, tutupan awan yang berkepanjangan, suhu di bawah nol derajat, dan akumulasi salju yang lebat, dapat memengaruhi pembangkitan energi.

Beberapa teknik alternatif memanfaatkan kondisi cuaca lokal seperti itu dan memberikan strategi pembangkit energi yang lebih layak. Namun, sensor meteorologi dan stasiun cuaca biasa memiliki banyak keterbatasan, misalnya, kemampuannya untuk bekerja di lingkungan ekstrem seperti itu, desain yang rumit, biaya, dan kebutuhan akan sumber daya berkelanjutan agar berfungsi secara efektif.

Baru-baru ini, para peneliti di University of California, Los Angeles, mengembangkan perangkat baru yang mampu menghasilkan listrik dari salju yang turun. Ini adalah perangkat murah pertama dari jenisnya yang fleksibel seperti lembaran plastik.

Nanogenerator Triboelektrik Berbasis Salju

Perangkat pintar ini dapat memeriksa jumlah salju yang turun, arah salju, serta kecepatan angin. Nanogenerator menghasilkan muatan melalui listrik statis, dan menghasilkan energi melalui pertukaran elektron.

Ketika satu bahan berinteraksi dengan yang lain, ia menangkap elektron sementara yang lain melepaskan elektron. Beginilah cara seseorang dapat memisahkan muatan dan menghasilkan listrik statis.

Dalam hal ini, salju mengandung muatan positif dan siap melepaskan elektron. Tim peneliti menggunakan bahan mirip karet sintetis (silikon) yang terdiri dari atom oksigen dan silikon, bersama dengan hidrogen, karbon, dan elemen lainnya. Karena bahan ini mengandung muatan negatif, ketika bersentuhan dengan salju, bahan ini menciptakan muatan yang ditangkap oleh perangkat untuk menghasilkan listrik.

Referensi:Sains Langsung | DOI:10.1016/j.nanoen.2019.03.032 | UCLA  

Perangkat cetak 3D berbiaya rendah ini terdiri dari selembar silikon dan elektroda untuk menangkap muatan. Mudah dibuat karena ketersediaan silikon yang luas, yang banyak digunakan dalam berbagai produk, mulai dari implan biomedis hingga isolasi kabel listrik.

Untuk kinerja terbaik, material harus dapat mengumpulkan elektron sebanyak mungkin. Para peneliti menguji berbagai bahan untuk pekerjaan ini dan menemukan bahwa silikon menghasilkan lebih banyak muatan daripada bahan lain, seperti Teflon dan aluminium foil.

Lebih khusus lagi, perangkat ini dapat menghasilkan kepadatan daya 0,2mW/m ² , dan tegangan rangkaian terbuka hingga 8V. Hal ini dapat diintegrasikan dengan panel surya konvensional untuk mendapatkan pasokan listrik terus menerus dalam kondisi bersalju.

Kegunaan Lain

Nanogenerator dapat secara akurat memantau olahraga musim dingin seperti ski dan meningkatkan kinerja atlet saat melompat, berlari, atau berjalan. Itu juga dapat mengidentifikasi parameter yang tidak dapat dideteksi dengan jam tangan pintar, seperti pola pergerakan utama yang digunakan dalam ski lintas alam.

Baca:Panel Surya Sekarang Dapat Mengikuti Matahari Untuk Menangkap Lebih Banyak Energi

Ini dapat membantu perangkat wearable mandiri generasi berikutnya untuk melacak kinerja atlet dengan lebih baik, dan menunjukkan apakah mereka sedang berbaris, melompat, berjalan, atau berlari.