Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian di bidang energi terbarukan telah mencapai kemajuan besar dalam pencarian sumber energi baru. Salah satu inovasi yang mulai banyak diminati adalah hygroelectricity, sejenis energi yang dihasilkan dari kelembaban di udara. Konsep ini, yang berasal dari kemampuan bahan tertentu untuk menghasilkan muatan listrik sebagai respons terhadap perubahan kelembapan, sedang dalam proses pengembangan dan dapat merevolusi cara kita memperoleh energi.
Apa itu Higroelektrik?
La hygroelectricity, Juga dikenal sebagai energi higroelektrik, merupakan metode inovatif untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan kelembapan lingkungan. Tidak seperti energi terbarukan lainnya seperti tenaga surya atau angin, energi ini tidak bergantung pada faktor iklim tertentu seperti sinar matahari langsung atau angin. Bahan higroskopis menjadi kunci dari fenomena ini, karena mampu menyerap molekul air yang ada di lingkungan dan menghasilkan beda potensial yang menghasilkan listrik.
Kemajuan yang lahir dari studi rintisan di universitas-universitas seperti Massachusetts (UMass) dan Campinas (Brasil), telah membuka kemungkinan-kemungkinan baru di bidang energi terbarukan. Telah terbukti bahwa bahan-bahan tertentu, seperti grafena oksida (GO) o los kawat nano protein, dapat menghasilkan muatan listrik jika bersentuhan dengan kelembapan.
Dalam kasus graphene oksida, molekul air yang menempel pada permukaannya menciptakan perbedaan potensial yang memungkinkan timbulnya arus listrik ketika dihubungkan ke sirkuit eksternal. Ini adalah penemuan penting, karena material tersebut diperkirakan membutuhkan sinar matahari untuk menghasilkan listrik. Higroelektrik tidak mempunyai batasan meteorologis ini, yang menjadikannya solusi yang sangat menjanjikan untuk masa depan.
Bagaimana Cara Kerja Higroelektrik?
Proses yang memungkinkan pembangkitan listrik dari kelembapan didasarkan pada interaksi antara bahan higroskopis dan molekul air di lingkungan. Bahan-bahan ini, seperti disebutkan sebelumnya, memiliki kemampuan untuk menyerap air dan menghasilkan a perbedaan beban. Di proyek PENANGKAP, yang didanai oleh Uni Eropa, menunjukkan bahwa air di atmosfer dapat mengakumulasi muatan listrik setelah bersentuhan dengan partikel debu yang juga ada di udara. Interaksi antara partikel-partikel ini dan tetesan air menghasilkan perbedaan potensial kecil, yang bila cukup besar, memungkinkan diperolehnya arus listrik yang berguna.
Bahan Utama
Salah satu bahan yang paling banyak digunakan untuk jenis energi ini adalah kawat nano protein tumbuh dari geobacter sulfurreducens, bakteri yang mampu mentransfer elektron jika bersentuhan dengan uap air. Perangkat Generasi udara dikembangkan oleh UMass Amherst bekerja dengan menghubungkan kawat nano ini dengan elektroda kecil untuk menghasilkan listrik dari udara.
Contoh lain yang menjanjikan adalah penggunaan grafena oksida (GO), bahan yang telah menunjukkan kapasitas besar untuk menghasilkan muatan listrik. Ketika molekul air dari atmosfer menempel pada permukaan GO, terjadi perbedaan muatan yang menyebabkan elektron mengalir menuju molekul air sehingga menghasilkan arus listrik.
Elektroda dan Nanopori
Disposisi dari elektroda Hal ini juga memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi higroelektrik. Faktanya, mereka menggunakan logam konduktif seperti platinum, emas o perak untuk meningkatkan efisiensi penangkapan listrik.
Selain itu, struktur material juga berdampak langsung pada kemampuannya menghasilkan energi. Telah ditunjukkan dalam penelitian terbaru bahwa, dengan menciptakan nanopori Pada material ini (yaitu perforasi kecil kurang dari 100 nanometer), jumlah uap air yang terkumpul dan oleh karena itu jumlah energi yang dihasilkan dapat ditingkatkan.
Penerapan Higroelektrik di Masa Depan
Meski teknologinya masih dalam tahap pengembangan, namun potensinya sangat tinggi. Dalam jangka pendek, aplikasi untuk feed sudah dijajaki perangkat kecil seperti jam tangan pintar, sensor medis, dan perangkat IoT. Sistem ini ideal untuk pembangkit listrik tenaga higro karena hanya memerlukan sedikit energi dan, dalam banyak kasus, digunakan di tempat yang selalu lembab, seperti di dalam rumah atau gedung.
Di masa depan yang lebih jauh, penerapan skala besar dapat dipertimbangkan. Penelitian seperti proyek PEMBURU Mereka fokus pada pengembangan bahan dan perangkat yang dapat mengubah energi kelembapan menjadi jumlah yang jauh lebih besar. Misalnya saja integrasi perangkat-perangkat tersebut ke dalam panel surya untuk beroperasi pada malam hari ketika energi matahari tidak tersedia.
Di tempat dengan tingkat kelembapan tinggi, seperti lingkungan tropis, hal ini kolektor higroelektrik Mereka dapat dipasang di rumah-rumah untuk menghasilkan sumber energi ramah lingkungan yang berkelanjutan. Selain itu, ketersediaannya selama 24/7 melampaui ketersediaan sumber terbarukan lainnya seperti energi surya dan energi angin.
Penelitian dan Tantangan Saat Ini
Salah satu tantangan saat ini dalam pengembangan teknologi higroelektrik adalah skalabilitas. Jumlah daya yang dihasilkan oleh satu perangkat relatif kecil, sehingga peneliti mencari cara untuk menumpuk beberapa unit atau meningkatkan material untuk meningkatkan daya yang dihasilkan.
El Proyek penangkap sedang mengerjakan prototipe panel berukuran 1 meter persegi dan dapat menghasilkan hingga 20W/m2. Meskipun jumlah tersebut tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan seluruh rumah tangga, hal ini merupakan langkah besar menuju kelangsungan komersial. Dalam jangka panjang, menggabungkan teknologi ini dengan bentuk pembangkit energi lainnya dapat menghasilkan a infrastruktur energi yang lebih terdiversifikasi dan berkelanjutan.
Pemilihan bahan tetap menjadi aspek penting. Nanomaterial mahal dan belum mencapai skalabilitas industri yang diperlukan untuk komersialisasi skala besar. Namun, kemajuan nanoteknologi terus membuka pintu bagi pengembangan perangkat yang lebih ekonomis dan efisien.
Minat terhadap higroelektrik terus tumbuh, dan investasi dari organisasi seperti Uni Eropa dalam proyek seperti CATCHER menunjukkan bahwa ada harapan besar yang diberikan pada teknologi baru ini.
Higroelektrik masih dalam tahap awal pengembangan, namun menjanjikan untuk menjadi salah satu teknologi utama dalam bidang energi terbarukan. Ketika para peneliti terus menyempurnakan bahan dan teknik, kita akan segera melihat penerapan praktis yang dapat mengubah cara kita memperoleh dan menggunakan energi.
Hal-hal yang tidak diketahui besar muncul untuk saya
Saya ingin tahu apakah prosedur ini memengaruhi awan?
pada bentukan alaminya, otonomi, kualitas atau daya tahannya?
Kita tahu bahwa mereka mengatur ekosistem dengan menyediakan air untuk semua jenis kehidupan.
Antara lain, mereka membantu mencegah planet ini terlalu panas.
Saya berbagi kebutuhan mendesak untuk beralih ke energi terbarukan non-polusi;
tapi saya pikir ini akan merusak awan, merusak ciptaan dan kualitasnya.
Jumlah awan yang lebih sedikit akan memberi kita masalah yang lebih buruk:
semakin mempercepat pemanasan global dan menghancurkan
kesuburan tanah (hutan, hutan, tanaman, ternak),
sungai (kehidupan akuifer, kekeringan), dll. mengubahnya menjadi daerah gurun.
Saya ingin berpikir bahwa ini bukanlah urusan lain dari beberapa oportunis;
bahwa untuk mendapatkan pembiayaan dan keuntungan besar menipu orang,
dengan argumen yang didukung oleh sekelompok ilmuwan tentara bayaran.
Saya ingin menyoroti sesuatu yang lebih penting, untuk diinformasikan dan didiskusikan:
Saya katakan bahwa hanya energi bersih dengan emisi nol saja tidak cukup.
Jika kita terus menyuntikkan lebih banyak energi, itu pasti keluar di suatu tempat ......
Maksud saya suhu akan terakumulasi dalam jumlah besar,
mengikis dan semakin menusuk suasana tercinta kita.
Mungkin energi dapat ditambahkan tanpa batas tanpa mempengaruhi
lingkungan Hidup; bahkan jika itu terbarukan dan bersih?
Saya ingat balon yang meledak sampai meledak atau panci presto yang tidak tertutup.