Para peneliti mengumpulkan lebih banyak energi dari gelombang dengan menggerakkan elektroda nanogenerator cair-padat ke ujung tabung tempat air mengalir. Kredit: Diadaptasi dari ACS Energy Letters 2024, DOI: 10/1021.acsenergylett.4c00072
Seperti yang dikatakan peselancar mana pun, ombaknya luar biasa dahsyatnya. Kini kita mengambil langkah untuk memanfaatkan pergerakan laut yang tiada henti untuk menghasilkan energi, berkat kemajuan teknologi “energi biru”. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di Surat Energi ACSpara peneliti menemukan bahwa dengan menggerakkan elektroda dari tengah ke ujung tabung berisi cairan—yang terkena dampak air paling kuat—mereka secara signifikan meningkatkan efisiensi pengumpulan energi gelombang.
Perangkat pemanen energi gelombang berbentuk tabung yang dikembangkan oleh para peneliti disebut nanogenerator triboelektrik cair-padat (TENG). TENG mengubah energi mekanik menjadi listrik saat air mengalir bolak-balik ke bagian dalam tabung. Salah satu alasan perangkat ini belum praktis untuk aplikasi skala besar adalah keluaran energinya yang rendah. Guozhang Dai, Kai Yin, Junliang Yan, dan rekannya bertujuan untuk meningkatkan kemampuan pemanenan energi TENG cair-padat dengan mengoptimalkan lokasi elektroda pengumpul energi.
Eksperimen dan Hasil
Para peneliti menggunakan tabung plastik bening berukuran 16 inci untuk membuat dua TENG. Di dalam perangkat pertama, mereka menempatkan elektroda foil tembaga di tengah tabung – lokasi yang biasa di TENG cair-padat konvensional. Untuk desain baru, mereka memasukkan elektroda foil tembaga di salah satu ujung tabung. Para peneliti kemudian mengisi tabung tersebut seperempatnya dengan air dan menutup ujungnya. Sebuah kawat menghubungkan elektroda ke sirkuit eksternal.
Menempatkan kedua perangkat pada kursi goyang akan menggerakkan air bolak-balik di dalam tabung dan menghasilkan arus listrik dengan mengubah energi mekanik – gesekan dari air yang mengenai atau meluncur ke elektroda – menjadi listrik. Dibandingkan dengan desain konvensional, para peneliti menemukan bahwa desain yang dioptimalkan meningkatkan konversi energi mekanik menjadi arus listrik sebesar 2,4 kali lipat. Dalam percobaan lain, TENG yang dioptimalkan mengedipkan 35 LED dan mematikannya saat air memasuki bagian tabung yang ditutupi oleh elektroda dan kemudian mengalir keluar. Para peneliti mengatakan demonstrasi ini meletakkan dasar bagi pengumpulan energi biru skala besar dari gelombang laut dan menunjukkan potensi perangkat mereka untuk aplikasi lain seperti komunikasi sinyal nirkabel di bawah air.
Referensi: “Efek Volume Ruang dalam Nanogenerator Triboelektrik Cair-Padat Tabung untuk Peningkatan Kinerja Output” oleh Hao Zhang, Guozhang Dai, Yuguang Luo, Tingwei Zheng, Tengxiao Xiongsong, Kai Yin dan Junliang Yang, 3 April 2024, Surat Energi ACS.
DOI: 10.1021/acsenergylett.4c00072
Para penulis mengakui pendanaan dari National Natural Science Foundation of China dan National Key Research and Development Program of China, dan mengakui sumber daya komputasi dari High Performance Computing Center of Central South University.
