Panas Tubuh Manusia Dapat Dikonversi Jadi Energi Listrik

Dalam hidupnya, manusia menghasilkan termal karena terjadinya metabolisme. Panas tubuh yang terbuang setara dengan 19 korek api per jam ini, dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik untuk pengisian daya perangkat elektronik.

Jika Anda pernah melihat diri sendiri melalui kamera pencitraan termal, Anda akan tahu bahwa tubuh kita menghasilkan banyak panas. Ini sebenarnya adalah produk limbah dari metabolisme kita.
“ternyata setiap kaki persegi tubuh manusia mengeluarkan panas yang setara dengan sekitar 19 korek api per jam,” tulis Muhammad Muddasar, kandidat PhD, School of Engineering, University of Limerick dalam artikel di The Conversation.

Sayangnya, sebagian besar panas ini lepas begitu saja ke atmosfer tanpa pernah dimanfaatkan. Padahal menurut dia, kalor yang dihasilkan dapat digunakan menghasilkan energi listrik.

Penelitian yang dilakukan Muddasar telah menunjukkan hal itu memang sangat mungkin. Ia dan rekan-rekannya telah menemukan cara untuk menangkap dan menyimpan panas tubuh untuk pembangkitan energi, dengan menggunakan bahan-bahan yang ramah lingkungan.

Tujuannya adalah untuk menciptakan perangkat yang dapat menghasilkan dan menyimpan energi yang berfungsi seperti bank daya bawaan. Ini dapat memungkinkan perangkat seperti jam tangan pintar, pelacak kebugaran, atau pelacak GPS untuk bekerja lebih lama atau bahkan tanpa batas waktu dengan memanfaatkan panas tubuh penggunanya.

Bukan hanya tubuh juga yang menghasilkan panas limbah. Di dunia yang berteknologi maju, panas limbah yang cukup besar dihasilkan setiap hari dari mesin kendaraan hingga mesin yang memproduksi barang. Biasanya, panas ini juga dilepaskan ke atmosfer sehingga peluangnya menjadi untuk dipulihkan menjadi energi menjadi hilang.

“Konsep baru yang disebut pemulihan panas buangan (waste heat recovery) ini berupaya mengatasi inefisiensi ini. Dengan memanfaatkan energi yang terbuang, industri dapat meningkatkan efisiensi operasional mereka dan berkontribusi pada lingkungan yang lebih berkelanjutan,” kata Muddasar.

Efek termoelektrik adalah fenomena yang dapat membantu mengubah panas menjadi listrik. Efek ini bekerja dengan menghasilkan potensi listrik melalui perbedaan suhu, saat elektron mengalir dari sisi panas ke sisi dingin hingga menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan.

“Namun, material termoelektrik konvensional sering kali terbuat dari kadmium, timbal, atau merkuri. Material ini memiliki risiko lingkungan dan kesehatan yang membatasi aplikasi praktisnya,” ujar dia.

Namun, ia dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa dapat membuat material termoelektrik dari bahan kayu. Penggunaan material menawarkan alternatif yang lebih aman dan berkelanjutan dibandingkan dengan kadmium, timbal, atau merkuri.

Kayu telah menjadi bagian integral peradaban manusia selama berabad-abad, berfungsi sebagai sumber bahan bangunan dan bahan bakar. Muddasar mengungkap potensi material yang berasal dari kayu untuk mengubah panas buangan, yang sering hilang dalam proses industri, menjadi listrik yang berharga. “Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi energi, tetapi juga mendefinisikan ulang cara kita memandang material sehari-hari sebagai komponen penting solusi energi berkelanjutan,” tutur Muddasar.

Tim Muddasar dari Universitas Limerick, bekerja sama dengan Universitas Valencia, telah mengembangkan metode berkelanjutan untuk mengubah panas buangan menjadi listrik menggunakan produk kayu dari Irlandia, khususnya lignin, senyawa yang merupakan produk sampingan dari industri kertas.

Lignin merupakan salah satu komponen lignoselulosa yang berperan sebagai penyusun dinding sel tumbuhan bersama selulosa dan hemiselulosa. Lignin berfungsi dalam memberikan kekakuan dan menguatkan dinding sel tumbuhan, sehingga lignin lebih banyak ditemukan pada tanaman serat dan berkayu

“Studi kami menunjukkan bahwa membran berbasis lignin, saat direndam dalam larutan garam, dapat secara efisien mengubah panas buangan bersuhu rendah (di bawah 200 derajat Celsius) menjadi listrik. Perbedaan suhu di seluruh membran lignin menyebabkan ion (atom bermuatan) dalam larutan garam bergerak,” papar Muddasar.

Ion positif bergerak ke sisi yang lebih dingin, sementara ion negatif bergerak ke sisi yang lebih hangat. Pemisahan muatan ini menciptakan perbedaan potensial listrik di seluruh membran, yang dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik.

“Karena sekitar 66 persen panas buangan industri berada dalam kisaran suhu ini, inovasi ini menghadirkan peluang signifikan untuk solusi energi yang ramah lingkungan,” ungkap dia.

Tantangan dalam Penyimpanan

Teknologi baru ini berpotensi membuat perbedaan besar di banyak bidang. Industri seperti manufaktur, yang menghasilkan sejumlah besar panas sisa, dapat memperoleh manfaat besar dengan mengubah panas sisa tersebut menjadi listrik. Ini akan membantu mereka menghemat energi dan mengurangi dampaknya terhadap lingkungan.

Teknologi ini dapat digunakan dalam berbagai pengaturan, mulai dari menyediakan daya di daerah terpencil hingga memberi daya pada sensor dan perangkat dalam aplikasi sehari-hari. Sifatnya yang ramah lingkungan juga menjadikannya solusi yang menjanjikan untuk pembangkitan energi berkelanjutan di gedung dan infrastruktur.

Menangkap energi dari panas sisa hanyalah langkah pertama; menyimpannya secara efektif sama pentingnya. Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi yang mengisi dan mengeluarkan listrik dengan cepat. Ini membuatnya penting untuk aplikasi yang membutuhkan pengiriman daya cepat. “Namun, ketergantungan mereka pada bahan karbon yang berasal dari bahan bakar fosil menimbulkan masalah keberlanjutan, yang menyoroti perlunya alternatif terbarukan dalam produksinya,” kata Muddasar.  hay/I-1