SKatzenberger/iStock/Getty Images Plu

Peneliti dari Univeristy California Los Angles (UCLA) telah merancang perangkat baru yang menghasilkan listrik dari salju yang turun. Perangkat  ini merupakan yang pertama dari jenisnya, ini tidak mahal, kecil, tipis dan fleksibel seperti selembar plastik.

“Perangkat ini dapat bekerja di daerah terpencil karena menyediakan daya sendiri dan tidak memerlukan baterai,” kata penulis senior Richard Kaner.

Hal senada diungkapakn oleh Dr. Myung Ki Hong yang dianugerahi Inovasi Material dari UCLA,  “alat ini sangat pintar seperti stasiun cuaca yang dapat memberi tahu Anda seberapa banyak salju yang jatuh, arah salju turun, dan arah serta kecepatan angin.”

Para peneliti menyebutnya sebagai nanogenerator triboelectrik berbasis salju. Nanogenerator triboelektrik, yang menghasilkan muatan melalui listrik statis dan menghasilkan energi dari pertukaran elektron. Temuan tentang perangkat ini diterbitkan dalam jurnal Nano Energy.

“Listrik statis terjadi dari interaksi satu bahan yang menangkap elektron dan lainnya yang melepaskan elektron,” kata Kaner, yang juga seorang profesor kimia dan biokimia terkemuka, dan ilmu material dan teknik bahan, dan anggota dari California NanoSystems Institute di UCLA. “Anda memisahkan muatan dan menghasilkan listrik dari dasarnya.”

Salju bermuatan positif dan melepaskan elektron. Silikon — bahan seperti karet sintetis yang terdiri dari atom silikon dan atom oksigen, dikombinasikan dengan karbon, hidrogen, dan unsur lainnya — bermuatan negatif. Ketika salju jatuh menyentuh permukaan silikon, yang menghasilkan muatan yang ditangkap perangkat, menghasilkan listrik.

“Salju sudah bermuatan, jadi kami pikir mengapa tidak membawa material lain dengan muatan berlawanan dan mengekstrak muatan itu untuk menghasilkan listrik?” kata rekan penulis Maher El-Kady, seorang peneliti postdoctoral kimia dan biokimia UCLA.

“Sementara salju suka melepaskan elektron, kinerja perangkat tergantung pada efisiensi bahan lain dalam mengekstraksi elektron ini,” tambahnya. “Setelah menguji sejumlah besar bahan termasuk aluminium foil dan Teflon, kami menemukan bahwa silikon menghasilkan lebih banyak muatan daripada bahan lainnya.”

Sekitar 30 persen permukaan bumi tertutup salju setiap musim dingin, di mana panel surya sering gagal beroperasi, catat El-Kady. Akumulasi salju mengurangi jumlah sinar matahari yang mencapai susunan surya, membatasi output daya panel dan membuatnya kurang efektif. Perangkat baru dapat diintegrasikan ke dalam panel surya untuk menyediakan catu daya terus menerus ketika salju turun, katanya.

Perangkat ini dapat digunakan untuk memantau olahraga musim dingin, seperti ski, untuk lebih tepat menilai dan meningkatkan kinerja atlet ketika berlari, berjalan atau melompat, kata Kaner. Ini juga memiliki potensi untuk mengidentifikasi pola pergerakan utama yang digunakan dalam ski lintas-alam, yang tidak dapat dideteksi dengan arloji pintar.

Hal ini bisa mengantar generasi baru perangkat yang dapat  dipakai mandiri untuk melacak atlet dan penampilan mereka. Di samping itu juga dapat mengirim sinyal, menunjukkan apakah seseorang bergerak. Ia bisa mengetahui kapan seseorang berjalan, berlari, melompat atau berbaris.

Tim peneliti menggunakan pencetakan 3-D untuk mendesain perangkat, yang memiliki lapisan silikon dan elektroda untuk menangkap muatannya. Tim percaya perangkat itu dapat diproduksi dengan biaya rendah mengingat “kemudahan pembuatan dan ketersediaan silikon,” kata Kaner. Silikon banyak digunakan dalam industri, dalam produk-produk seperti pelumas, isolasi kawat listrik dan implan biomedis, dan sekarang memiliki potensi untuk pemanenan energi.(phys.org)