Para ilmuwan di Jepang telah mengembangkan perangkat organik baru yang dapat memanen energi dari panas. Tidak seperti generator termoelektrik lainnya, perangkat ini bekerja pada suhu ruangan tanpa gradien panas.
Perangkat termoelektrik dirancang untuk memanfaatkan hukum fisika sederhana: energi panas bergerak dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Dalam perangkat ini, elektron bergerak dari permukaan yang lebih hangat ke permukaan yang lebih dingin, yang menghasilkan arus listrik. Secara teori, generator, material, dan cat termoelektrik dapat menghasilkan listrik dari perbedaan suhu yang kecil pada mesin, pembangkit listrik, bahkan panas tubuh.
Biasanya, semakin besar gradien suhu, semakin baik generator termoelektriknya, tetapi sekarang para ilmuwan dari Universitas Kyushu di Jepang telah menemukan cara untuk memanfaatkan energi yang relatif rendah yang tersedia dari suhu ruangan, tanpa gradien sama sekali.
Sebaliknya, perangkat baru ini bekerja berdasarkan prinsip yang disebut pemisahan muatan. Panas dari udara sekitar menyebabkan elektron negatif dan “lubang” elektron positif dalam material terpisah dan bergerak ke arah yang berbeda, sehingga menghasilkan arus.
Bahan-bahan yang dimaksud adalah senyawa organik, yang dapat dengan mudah mentransfer elektron satu sama lain. Berbagai jenis senyawa ini ditumpuk dalam lapisan tipis seperti tangga, dan panasnya memberi elektron atau lubang energi yang cukup untuk melompat ke “anak tangga” berikutnya.
Setelah banyak percobaan dan kesalahan pada berbagai kombinasi senyawa, tim memutuskan untuk menggunakan perangkat dengan lapisan tembaga ftalosianin sepanjang 180 nanometer, tembaga heksadekafluoro ftalosianin sepanjang 320 nm, fullerena sepanjang 20 nm, dan batokuproin sepanjang 20 nm.
Hasil akhirnya membanggakan tegangan sirkuit terbuka sebesar 384 milivolt, kepadatan arus hubung singkat sebesar 1,1 μA/cm2dan output maksimum 94 nW/cm2Tentu saja, itu jumlah listrik yang sangat kecil, tetapi mengingat listrik tersebut berasal dari suhu ruangan, generator bisa menjadi lebih sederhana.
“Kami ingin terus mengembangkan perangkat baru ini dan melihat apakah kami dapat mengoptimalkannya lebih lanjut dengan bahan-bahan yang berbeda,” kata Profesor Chihaya Adachi, penulis utama penelitian tersebut. “Kami bahkan mungkin dapat mencapai kepadatan arus yang lebih tinggi jika kami meningkatkan luas perangkat, yang tidak biasa bahkan untuk bahan organik. Hal ini menunjukkan kepada Anda bahwa bahan organik memiliki potensi yang luar biasa.”
Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Komunikasi Alam.
Sumber: Universitas Kyushu
