lmuwan menciptakan kayu rekayasa yang mampu menyerap, menyimpan, dan melepaskan energi matahari bahkan saat malam tiba.
Ilustrasi dibuat oleh AI.Ringkasan
- Kayu balsa direkayasa menjadi material yang bisa menyerap, menyimpan, dan melepaskan energi matahari.
- Sistem ini tetap menghasilkan listrik bahkan saat tidak ada cahaya, berkat penyimpanan panas.
- Potensinya besar untuk energi terbarukan, bangunan hemat energi, dan sistem listrik mandiri.
ENERGI surya punya satu masalah klasik, begitu matahari terbenam, sumber dayanya ikut hilang.
Selama ini, para peneliti mencoba menyiasatinya dengan menyimpan energi dalam bentuk panas, tetapi sering kali sistemnya rumit dan tidak efisien.
Kini, pendekatan baru yang jauh lebih elegan muncul—mengubah kayu menjadi sistem energi surya “all-in-one”.
Alih-alih menggabungkan banyak lapisan material berbeda, para ilmuwan justru memanfaatkan struktur alami kayu. Mereka memilih kayu balsa, bukan karena kekuatannya, melainkan karena arsitektur mikroskopisnya.
Di bawah mikroskop, kayu ini tampak seperti kumpulan tabung kecil sejajar yang mampu mengalirkan panas dan menampung material—fondasi ideal untuk rekayasa energi.
Langkah pertama adalah menghilangkan lignin, zat yang memberi warna dan kekakuan pada kayu.
Proses ini membuat kayu menjadi sangat berpori, hingga lebih dari 93 persen, dan membuka permukaan reaktif di dalamnya. Hasilnya menyerupai spons mikro yang tetap mempertahankan struktur terarah.
Setelah itu, dinding-dinding mikro tersebut dilapisi dengan lembaran tipis phosphorene hitam, material canggih yang mampu menyerap cahaya dari berbagai spektrum (ultraviolet, tampak, hingga inframerah)dan mengubahnya menjadi panas.
Namun, karena phosphorene mudah rusak di udara, para peneliti melindunginya dengan lapisan khusus berbasis asam tanat dan ion besi.
Lapisan ini bertindak seperti “perisai molekuler” yang mencegah oksidasi sekaligus meningkatkan penyerapan cahaya.
Tak berhenti di situ, mereka menambahkan nanopartikel perak untuk memperkuat interaksi dengan cahaya melalui efek plasmonik.
Permukaan kayu juga dibuat sangat tahan air (superhidrofobik), sehingga air langsung menggelinding tanpa terserap—fitur penting untuk penggunaan luar ruangan.
Bagian inti dari sistem ini adalah pengisian saluran kayu dengan asam stearat, bahan alami yang bisa berubah fase.
Saat dipanaskan, ia mencair dan menyimpan energi; saat mendingin, ia membeku dan melepaskan energi tersebut.
Dengan mekanisme ini, kayu tidak hanya menangkap panas, tetapi juga menyimpannya.
Hasilnya cukup mengesankan. Material ini mampu menyimpan sekitar 175 kilojoule energi per kilogram dan mengonversi lebih dari 91 persen sinar matahari menjadi panas.
Bahkan, ketika dihubungkan dengan generator termoelektrik, sistem ini dapat menghasilkan tegangan hingga 0,65 volt, dan tetap bekerja meski sumber cahaya sudah hilang.
Keunggulan lainnya adalah daya tahan. Setelah lebih dari 100 siklus pemanasan dan pendinginan, performanya hampir tidak berubah.
Material ini juga tahan api (bisa padam sendiri) dan memiliki sifat antimikroba, sehingga tidak mudah rusak oleh lingkungan.
Penelitian ini membuka kemungkinan besar dalam dunia energi. Kayu yang biasanya hanya dianggap bahan bangunan kini bisa menjadi perangkat energi mandiri: menyerap, menyimpan, dan mengelola energi sekaligus.
Potensinya tidak hanya untuk panel surya, tetapi juga untuk bangunan hemat energi, sistem listrik di daerah terpencil, hingga pendinginan perangkat elektronik.
Meski begitu, tantangan berikutnya adalah memastikan teknologi ini bisa diproduksi dalam skala besar dengan biaya yang masuk akal.
Jika berhasil, kita mungkin akan melihat generasi baru material energi, yang tidak lagi bergantung pada sistem kompleks, tetapi cukup “hidup” dari struktur alaminya sendiri.
Sumber: Interesting Engineering – Engineered wood converts sunlight into heat, supplies solar power even in darkness
إرسال تعليق