Air Hujan yang Turun Dapat Diubah Menjadi Energi Listrik

Sebuah tim peneliti telah menemukan cara cerdas untuk mengubah tetesan air yang jatuh seperti yang berasal dari hujan menjadi energi listrik. Melalui sistem aliran sumbat, penelitian dapat mengubah lebih dari 10 persen energi air yang jatuh melalui tabung menjadi listrik.

Ilmuwan telah menemukan cara untuk memanfaatkan listrik dari tetesan air yang jatuh menggunakan aliran air jenis baru. Mereka menggunakan teknik aliran sumbat yang melibatkan tetesan dan kantong udara yang bergerak melalui tabung sempit.

Dari teknik tersebut sistem yang dibangun akan menghasilkan daya yang jauh lebih besar daripada metode sebelumnya. Bahkan sistem ini dapat bekerja pada saat intensitas hujan cukup kecil atau hanya gerimis.

Pengaturan sederhana ini tidak hanya mengatasi inefisiensi metode pemisahan muatan tradisional tetapi juga menghasilkan daya yang cukup untuk menyalakan sebanyak 12 LED. Dengan aplikasi potensial di atap dan di lingkungan perkotaan, sistem inovatif ini dapat menawarkan alternatif yang berkelanjutan dan berbiaya rendah untuk tenaga hidroelektrik.

Memanfaatkan Listrik Statis

Ketika dua material bersentuhan, muatan pada permukaannya dapat bergeser. Contoh yang umum adalah listrik statis yang didapatkan dari menggosok balon pada kulit. Demikian pula, saat air mengalir di atas permukaan tertentu, ia dapat memperoleh atau kehilangan muatan listrik.

Kini, para peneliti yang melaporkan hari ini (16 April) di ACS Central Science telah memanfaatkan efek ini untuk menghasilkan listrik menggunakan tetesan air seperti hujan yang mengalir melalui tabung sempit. Sistem ini menghasilkan daya yang cukup untuk menyalakan lampu.

“Air yang jatuh melalui tabung vertikal menghasilkan sejumlah besar listrik dengan menggunakan pola aliran air tertentu: aliran sumbat,” kata Siowling Soh, penulis korespondensi studi tersebut. “Pola aliran sumbat ini dapat memungkinkan energi hujan dipanen untuk menghasilkan listrik yang bersih dan terbarukan,” paparnya.

Soh memberi catatan, system tersebut hanya berhasil di tempat-tempat yang memiliki banyak air, seperti sungai. Untuk aliran air yang lebih kecil dan lebih lambat, para peneliti telah mengeksplorasi alternatif: pemisahan muatan.

Proses ini menghasilkan listrik saat air mengalir melalui saluran yang dilapisi dengan permukaan konduktif. Namun, proses ini sangat tidak efisien karena muatan hanya terbentuk di permukaan tempat air bersentuhan.

Untuk meningkatkan efisiensi, para ilmuwan telah mencoba menggunakan saluran mikro dan nano. Model ini dapat bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan. Namun, saluran ini sangat kecil sehingga air tidak dapat mengalir melaluinya dengan mudah dan memompanya menggunakan lebih banyak energi daripada yang dihasilkan sistem.

Untuk mengatasi hal ini, Soh, Chi Kit Ao, dan tim mereka mencari cara untuk menghasilkan listrik menggunakan saluran yang lebih besar yang dapat dilalui air hujan secara alami.

Perancangan

Tim merancang pengaturan sederhana di mana air mengalir keluar dari dasar menara melalui jarum logam dan menyemprotkan tetesan seukuran hujan ke dalam lubang tabung polimer vertikal setinggi 12 inci (32 sentimeter) dan lebar 2 milimeter.

Tabrakan langsung tetesan air di bagian atas tabung menyebabkan aliran sumbat: kolom air pendek yang diselingi kantong udara. Saat air mengalir ke bagian dalam tabung, muatan listrik terpisah. Air kemudian dikumpulkan dalam cangkir di bawah tabung. Kabel yang ditempatkan di bagian atas tabung dan di dalam cangkir memanen listrik.

Sistem aliran sumbat mengubah lebih dari 10 persen energi air yang jatuh melalui tabung menjadi listrik. Dan dibandingkan dengan air yang mengalir dalam aliran yang terus-menerus, aliran sumbat menghasilkan listrik 5 kali lipat lebih banyak.

Karena kecepatan tetesan yang diuji jauh lebih lambat daripada hujan, para peneliti menyarankan sistem tersebut dapat digunakan untuk memanen listrik dari tetesan air hujan yang jatuh.

Dalam percobaan lain, para peneliti mengamati bahwa memindahkan air melalui dua tabung, baik secara bersamaan atau berurutan, menghasilkan energi dua kali lipat. Dengan menggunakan informasi ini, mereka menyalurkan air melalui empat tabung, dan pengaturan tersebut menyalakan 12 LED secara terus-menerus selama 20 detik.

Para peneliti mengatakan bahwa energi aliran sumbat bisa lebih mudah disiapkan dan dirawat daripada pembangkit listrik tenaga air, dan bisa lebih nyaman digunakan di ruang perkotaan seperti atap. hay