Energi matahari merupakan energi yang selalu ada, berkelanjutan, dan tersebar di mana-mana. Teknologi untuk menjaring energi matahari melalui sel surya dan menjadikannya energi listrik juga sudah semakin maju. Tapi, ada satu hal yang selalu menjadi musuh, yaitu hujan. Satu musuh inilah yang menghambat sel surya menyimpan energi listrik.
Baru-baru ini, sebuah tim yang terdiri dari para insinyur dari China, telah mengembangkan sel surya hibrid yang dapat menghasilkan listrik dalam cuaca cerah maupun hujan, dengan menggunakan efek triboelectric untuk mengumpulkan energi dari pergerakan air hujan yang jatuh di permukaannya.
Triboelectric nanogenerators (TENGs) yang digunakan oleh tim peneliti China ini menciptakan muatan dari gesekan dua material, yang kita kenal sebagai listrik statis (yang selama ini kita ketahui: listrik statis yang dihasilkan oleh gerakan, getaran, atau gesekan dari pakaian, roda mobil, lantai, atau layar sentuh).
Dalam studi ini, ini, para peneliti menangkap gerakan hujan yang bergulir di permukaan sel surya. Untuk itu, mereka menambahkan dua lapisan polimer untuk membentuk TENG di atas sel fotovoltaik. Lapisan atas terdiri dari polimer yang disebut polydimethylsiloxane (PDMS), sedangkan lapisan bawah terbuat dari poli (3,4-ethylenedioxythiophene): poli (styrenesulfonate) (PEDOT: PSS). Untuk meningkatkan kinerja kedua lapisan tersebut, para peneliti memberi tekstur pada kedua polimer, PDMS dan PEDOT: PSS, dengan mencetak gambar salur-salur (garis-garis) pada DVD yang tersedia di pasaran.
Penambahan tekstur pada lapisan PDMS akan meningkatkan kinerja TENG dari bahan ini, yakni ketika tetesan air menyentuhnya dan kemudian menetes lagi dari lapisan tersebut. Lapisan PEDOT:PSS (yang juga bertekstur) bertindak sebagai elektroda untuk TENG dan sel surya. Lapisan ini diletakkan di antara dua perangkat dan berfungsi menghantarkan energi dari TENG ke sel surya.
Karena polimer ini terbuat dari bahan yang transparan (tembus cahaya), sel surya masih bisa menghasilkan energi dari sinar matahari, juga dari tetesan hujan. Rancangan sederhana ini menunjukkan konsep baru untuk mendapatkan energi dalam berbagai kondisi cuaca.
Menurut tim peneliti, alat ini memiliki arus tertinggi sekitar 33 nA, dan tegangan tertinggi sekitar 2,14 V. Arus dan tegangan sebesar itu memang belum signifikan untuk dimanfaatkan, tetapi sudah cukup untuk menunjukkan bahwa konsep temuan mereka memang berfungsi dan terukur.
Ini bukan pertama kalinya para peneliti tersebut bereksperimen dengan TENG untuk membuat sel surya tetap bermanfaat dalam berbagai kondisi cuaca. Namun demikian, mereka menegaskan bahwa perangkat baru ini memiliki desain yang lebih sederhana, ukurannya lebih kecil, dan lebih mudah untuk dibuat dibandingkan alat yang sudah ada sebelumnya.
Tim peneliti terdiri dari: Yuqiang Liu, Na Sun, Jiawei Liu, Zhen Wen, Xuhui Sun, Shuit-Tong Lee, dan Baoquan Sun; dan mendapat pendanaan dari National Key Research and Development Program of China, the National Natural Science Foundation of China, the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions, The 111 Projects, dan The Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology.
---
(dirangkum dari: New Atlas, American Chemical Society, & ACS Nano | sumber gambar lain: pixabay & Youtube)
Comments (1)