Di dunia yang dengan cepat mengadopsi teknologi pintar, mulai dari mobil yang kita kendarai hingga pertanian tempat makanan kita ditanam, kebutuhan akan listrik semakin meningkat di tempat-tempat yang tidak bisa menghubungkan stopkontak ke stopkontak.
Di sinilah Internet of Things (IoT) berperan, menghubungkan perangkat melalui internet untuk mengumpulkan data dan melakukan tugas tanpa campur tangan manusia.
Namun, memberikan daya pada perangkat ini, terutama di daerah terpencil atau sulit dijangkau, merupakan tantangan besar.
Namun para peneliti dari Fakultas Teknik Universitas Utah mungkin telah menemukan solusinya.
Perkenalkan sel piroelektrokimia (PEC), jenis baterai baru yang menarik perhatian.
Dibuat di laboratorium Roseanne Warren dan Shad Roundy, dua profesor teknik mesin, baterai ini dapat mengisi daya sendiri hanya dengan menyerap perubahan suhu di sekitarnya.
Baik ditempatkan di dalam mobil, tersembunyi di bawah tanah, atau berada di dalam pesawat, PEC dapat menggunakan kehangatan atau kesejukan lingkungannya untuk menghasilkan tenaga.
Hal ini menjadikannya sempurna untuk perangkat IoT yang ditempatkan di lokasi di mana sumber daya tradisional tidak tersedia atau tidak praktis untuk digunakan.
Bayangkan sensor tanah yang membantu petani mengetahui kapan harus menyiram tanaman atau perangkat di mobil Anda yang memantau kesehatannya, semuanya berjalan tanpa memerlukan steker atau sinar matahari.
Itulah inti dari PEC. Panel surya tradisional, meskipun berguna, mengalami kesulitan dalam banyak situasi.
Bahan-bahan tersebut dapat menjadi kotor sehingga mengurangi efektivitasnya, atau tidak dapat menangkap cukup sinar matahari, misalnya di bawah tanah.
PEC menawarkan solusi cerdas dengan mengandalkan perubahan suhu dibandingkan sinar matahari.
Rahasia di balik kekuatan PEC terletak pada bahan uniknya—campuran polivinilidena fluorida (PVDF) berpori dan partikel kecil barium titanat.
Bahan-bahan ini bereaksi terhadap perubahan suhu dengan menyesuaikan sifat listriknya, yang pada gilirannya menghasilkan muatan listrik.
Muatan ini disimpan dalam apa yang disebut lapisan ganda listrik, sehingga menciptakan reservoir energi yang dapat dimanfaatkan saat dibutuhkan.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Tim Kowalchik, seorang mahasiswa pascasarjana, menguji PEC melalui serangkaian tes untuk mengkonfirmasi teori mereka tentang bagaimana PEC dapat menghasilkan dan menyimpan energi.
Mereka menemukan bahwa hanya dengan memanaskan atau mendinginkan perangkat, mereka dapat menyimpan energi listrik secara efektif.
Eksperimen tersebut juga mengamati apa yang terjadi ketika orientasi perangkat diubah, menunjukkan bahwa hal ini juga dapat memengaruhi cara pengisian daya baterai.
Meskipun PEC mungkin tidak menghasilkan energi dalam jumlah besar—hingga 100 mikrojoule per sentimeter persegi dari siklus pemanasan atau pendinginan—tetapi cukup untuk memberi daya pada perangkat berenergi rendah seperti sensor.
Sensor ini tidak memerlukan banyak daya karena tidak menjalankan layar atau mengirimkan data secara konstan.
Sebaliknya, mereka bangun, mengirim pembaruan, dan kembali tidur, sehingga keluaran PEC cocok untuk banyak aplikasi IoT.
Langkah selanjutnya yang dilakukan tim adalah menyempurnakan desain PEC untuk meningkatkan kemampuan pengumpulan dan penyimpanan energinya, diikuti dengan uji lapangan untuk melihat kinerjanya di dunia nyata.
Terobosan ini dapat membuka pintu menuju masa depan di mana perangkat pintar dapat diberdayakan hampir di mana saja—di bawah tanah pertanian, di dalam mesin mobil, atau di mana pun di mana sumber daya tradisional tidak tersedia.
Ikuti Whatsapp Channel Republika