Energi panas surya merupakan sumber daya yang melimpah, terutama di negara tropis seperti Indonesia. Namun, potensi besar ini seringkali belum termanfaatkan secara optimal. Selama ini, perhatian lebih banyak tercurah pada pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik yang mengubah cahaya langsung menjadi listrik, sementara energi panas yang dihasilkan matahari justru sering terbuang percuma. Padahal, panas yang berlebih ini, baik dari sinar matahari langsung maupun dari permukaan benda yang memanas, dapat diubah menjadi sumber energi listrik alternatif. Kesenjangan antara ketersediaan panas surya yang melimpah dan minimnya pemanfaatan inilah yang mendorong perlunya inovasi teknologi penangkap energi termal yang efisien dan mudah diaplikasikan.
Salah satu teknologi yang menjanjikan untuk memanen energi panas yang terbuang ini adalah generator termoelektrik ionik (i-TE). Berbeda dengan generator termoelektrik konvensional yang menggunakan bahan semikonduktor, i-TE memanfaatkan pergerakan ion dalam sebuah elektrolit untuk menghasilkan listrik ketika terdapat perbedaan suhu (gradien termal). Prinsip ini menawarkan keunggulan dalam hal fleksibilitas material, biaya produksi yang relatif lebih rendah, dan potensi aplikasi pada permukaan yang tidak rata. Dengan karakteristik tersebut, i-TE berpotensi besar untuk dipasang pada berbagai permukaan yang terpapar panas surya, seperti atap bangunan, bodi kendaraan, atau bahkan perangkat elektronik wearable, untuk mengonversi panas limbah menjadi energi listrik yang berguna.
Dalam penelitian ini, sebuah bahan i-TE inovatif dikembangkan menggunakan basis polimer elektrolit dari Polyvinyl Alcohol (PVA) yang dicampur dengan Gliserin. Kombinasi PVA dan Gliserin dipilih untuk membentuk sebuah matriks polimer yang stabil, fleksibel, dan memiliki konduktivitas ionik yang baik. Gliserin berperan sebagai plasticizer yang meningkatkan fleksibilitas film polimer, sementara PVA membentuk struktur yang kuat. Ketika salah satu sisi polimer elektrolit ini dipanaskan dan sisi lainnya dijaga dingin, kation dan anion di dalam elektrolit akan bergerak menuju elektroda yang suhunya lebih rendah, sehingga menciptakan beda potensial dan menghasilkan arus listrik.
Temuan kunci dari penelitian ini adalah peningkatan performa tegangan output yang signifikan dengan menerapkan efek galvanik dari pasangan elektroda Tembaga (Cu) dan Aluminium (Al). Dalam sistem i-TE, selain tegangan yang dihasilkan dari difusi ion akibat gradien suhu (effek thermodiffusion/Seebeck ionik), penggunaan dua elektroda yang berbeda jenis logam (Cu dan Al) menciptakan beda potensial tambahan akibat reaksi elektrokimia. Efek galvanik ini bekerja secara sinergis dengan efek termoelektrik ionik, sehingga secara keseluruhan tegangan listrik yang dihasilkan oleh perangkat i-TE menjadi jauh lebih besar dibandingkan jika menggunakan sepasang elektroda yang sama, satu sell i-TE dengan penambahan elektroda Al-Cu dapat menghasilkan tegangan 0,9 V . Strategi ini merupakan terobosan sederhana namun sangat efektif untuk meningkatkan efisiensi konversi energi perangkat.
Ke depan, hasil penelitian ini membuka jalan yang menjanjikan untuk pengembangan generator pembangkit listrik berbahan i-TE yang lebih efisien dan berbiaya rendah. Dengan material dasar PVA yang murah dan mudah diperoleh, serta strategi peningkatan tegangan melalui elektroda Cu-Al, teknologi ini berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut dalam skala yang lebih besar. Diharapkan pada masa datang, i-TE dapat diaplikasikan sebagai sumber energi tambahan untuk perangkat elektronik daya rendah, sensor lingkungan, atau bahkan terintegrasi dalam bangunan untuk memanen energi panas surya yang selama ini terbuang, sehingga turut berkontribusi dalam upaya diversifikasi energi terbarukan.
Anggota :
1. Dian Mart Shoodiqin
2. Menasita Mayantasari
Sebagai pembangkit listrik dari sumber terbarukan (panas surya) aplikasi kelistrikan berdaya rendah.