Perangkat Inovatif Menangkap Listrik Statis dari Salju Jatuh untuk Energi Terbarukan
- Peneliti membangun perangkat pertama jenisnya untuk menghasilkan listrik statis dari salju jatuh.
- Ini dapat diintegrasikan dengan panel surya untuk mendapatkan pasokan listrik berkelanjutan dalam kondisi bersalju.
- Ini juga berfungsi sebagai sensor yang dayanya sendiri untuk memantau arah angin dan tingkat curah salju.
Di daerah bersalju, cukup sulit untuk mengakses sumber energi terbarukan yang hijau, seperti turbin angin dan energi surya. Kondisi cuaca ekstrem seperti periode cahaya singkat, awan berkelanjutan, suhu di bawah nol, dan tumpukan salju yang berat, dapat mempengaruhi generasi energi.
Beberapa teknik alternatif mengeksploitasi kondisi cuaca lokal seperti ini dan menyediakan strategi generasi energi yang lebih feasible. Namun, sensor meteorologis dan stasiun cuaca biasa memiliki banyak keterbatasan, misalnya, kemampuan mereka untuk bekerja dalam lingkungan ekstrim seperti itu, desain yang kompleks, biaya dan kebutuhan akan sumber daya daya yang berkelanjutan untuk berfungsi secara efektif.
Baru-baru ini, peneliti di University of California, Los Angeles, mengembangkan perangkat baru yang mampu menghasilkan listrik dari salju jatuh. Ini adalah perangkat pertama jenisnya yang murah dan fleksibel seperti lembar plastik.
Nanogenerator Triboelektrik Berbasis Salju
Perangkat cerdas ini dapat memeriksa jumlah salju yang jatuh, arah salju, serta kecepatan angin. Nanogenerator menciptakan muatan melalui listrik statis, dan menghasilkan energi melalui pertukaran elektron.
Saat satu bahan berinteraksi dengan bahan lain, ia menangkap elektron sementara yang lain melepaskan elektron. Itulah cara memisahkan muatan dan menghasilkan listrik statis.
Dalam kasus ini, salju mengandung muatan positif dan siap melepaskan elektron. Tim penelitian menggunakan bahan sintetis seperti karet (silikon) yang terdiri dari atom oksigen dan silikon, bersama dengan hidrogen, karbon dan elemen lainnya. Karena bahan ini mengandung muatan negatif, ketika menyentuh salju, ia menciptakan muatan yang ditangkap oleh perangkat untuk menghasilkan listrik.
Referensi: Science Direct | DOI:10.1016/j.nanoen.2019.03.032 | UCLA
Perangkat 3D print yang murah ini terdiri dari lembar silikon dan elektroda untuk menangkap muatan. Ini mudah dibuat karena ketersediaan silikon yang luas, yang digunakan secara luas dalam berbagai produk, dari implant biomedis hingga isolasi kabel listrik.
Untuk performa terbaik, bahan harus mampu mengumpulkan sebanyak mungkin elektron. Peneliti menguji berbagai bahan untuk pekerjaan ini dan menemukan bahwa silikon menghasilkan lebih banyak muatan dibandingkan bahan lain, seperti Teflon dan foil aluminium.
Secara lebih spesifik, perangkat dapat menghasilkan densitas daya 0,2 mW/m2, dan tegangan rangkaian terbuka hingga 8V. Ini dapat diintegrasikan dengan panel surya konvensional untuk mendapatkan pasokan listrik berkelanjutan dalam kondisi bersalju.
Penggunaan Lainnya
Nanogenerator dapat secara akurat memantau olahraga musim dingin seperti ski dan meningkatkan performa atlet saat melompat, berlari atau berjalan. Ini juga dapat mengidentifikasi parameter yang tidak dapat terdeteksi dengan jam tangan pintar, seperti pola gerakan utama yang digunakan dalam ski jalan.
Baca: Panel Surya Sekarang Bisa Mengikuti Matahari Untuk Menangkap Energi Lebih Banyak
Ini dapat membantu generasi berikutnya dari perangkat wearable yang dayanya sendiri untuk melacak performa atlet yang lebih baik, dan menunjukkan apakah mereka sedang berjalan, melompat, berjalan atau berlari.
