Generator Mini Penangkap Panas

Teknologi dengan memanfaatkan panas tubuh untuk menyalakan gawai sebenarnya pernah dikembangkan oleh para ilmuwan di Tiongkok. Mereka telah mengembangkan perangkat kecil dan fleksibel yang dapat mengubah panas yang dipancarkan dari kulit manusia menjadi tenaga listrik.

Dalam penelitian mereka, yang dipresentasikan pada April 2021 di jurnal Cell Reports Physical Science, tim tersebut menunjukkan bahwa perangkat mini tersebut dapat menyalakan lampu LED secara langsung saat dikenakan di gelang.

Foto : Queensland University of Technology

Temuan tersebut menunjukkan bahwa suhu tubuh suatu hari nanti dapat menyalakan perangkat elektronik yang dapat dikenakan seperti pelacak kebugaran.

Perangkat tersebut adalah generator termoelektrik (TEG) yang menggunakan gradien suhu untuk menghasilkan daya. Dalam desain ini, para peneliti menggunakan perbedaan antara suhu tubuh yang lebih hangat dan lingkungan sekitar yang relatif lebih dingin untuk menghasilkan daya.

“Ini adalah bidang dengan potensi besar,” kata penulis korespondensi Qian Zhang dari Institut Teknologi Harbin, Shenzhen. “TEG dapat memulihkan energi yang hilang sebagai panas buangan dan dengan demikian meningkatkan laju pemanfaatan daya,” imbuh dia.

Tidak seperti generator tradisional yang menggunakan energi gerak untuk menghasilkan listrik, generator termoelektrik tidak memiliki bagian yang bergerak, sehingga pada dasarnya bebas perawatan. Generator ini bahkan dipasang pada mesin yang terletak di daerah terpencil dan di wahana antariksa untuk memasok energi.

Zhang dan rekan-rekannya telah bekerja merancang generator termoelektrik selama bertahun-tahun. Dengan semakin populernya perangkat yang dapat dikenakan dalam beberapa tahun terakhir, tim ingin meneliti apakah generator yang andal ini dapat menggantikan baterai tradisional pada perangkat ini, termasuk pelacak kebugaran, jam tangan pintar, dan biosensor.

“Jangan remehkan perbedaan suhu antara tubuh kita dan lingkungan. Walau perbedaannya memang kecil, tetapi percobaan kami menunjukkan bahwa perbedaan itu tetap dapat menghasilkan listrik,” tutur dia.

TEG konvensional biasanya kaku dan hanya dapat menahan kurang dari 200 kali pembengkokan. Meskipun jenis yang fleksibel dapat memenuhi persyaratan pembengkokan, kinerjanya cenderung tidak memadai.

Untuk mengatasi keterbatasan ini dan membuat perangkat lebih mudah beradaptasi dengan perangkat yang dapat dikenakan, para peneliti menempelkan komponen listrik inti ke bahan poliuretan yang dapat diregangkan dan lebih lengket. Pengujian menunjukkan bahwa perangkat tersebut bertahan setidaknya 10.000 kali pembengkokan berulang tanpa perubahan kinerja yang signifikan.

Selain itu, TEG yang tersedia secara komersial sangat bergantung pada logam langka bismut yang tidak terdapat secara alami dalam jumlah besar. Desain baru sebagian menggantikannya dengan material berbasis magnesium, yang dapat secara substansial menurunkan biaya dalam produksi skala besar.

Para peneliti merancang prototipe sistem elektronik bertenaga mandiri. Mereka menghubungkan LED ke pita TEG berukuran panjang 4,5 inci dan lebar 1,1 inci. Kemudian, tim melilitkan pita TEG di pergelangan tangan seseorang yang suhu tubuhnya terukur 92,9 derajat Fahrenheit dalam kondisi lingkungan sekitar. Dengan perbedaan suhu, generator memanfaatkan panas yang dilepaskan dari kulit dan berhasil menyalakan LED.  ils/I-1