Bagaimana Power Felt Bekerja

Anda mungkin pernah mengalami hal ini: Anda sedang bepergian sepanjang hari dan tidak sempat mencolokkan iPhone Anda , dan saat Anda perlu menelepon atau memeriksa email, Anda melihat warna merah kecil itu. ikon yang menunjukkan baterai Anda hampir habis. Ini sangat membuat frustrasi itu benar-benar membuat Anda menjadi sedikit panas di bawah kerah. Tapi tunggu -- mungkin itu solusinya. Bagaimana jika, alih-alih meniup gasket, Anda entah bagaimana dapat mengubah kelebihan panas tubuh itu menjadi listrik dan menggunakannya untuk memberi daya pada ponsel Anda atau perangkat portabel lainnya?

Anda sebenarnya pernah melihat variasi dari ide ini sebelumnya, jika Anda adalah penggemar trilogi "Matrix" sinematik, di mana jaringan komputer raksasa menggerakkan dirinya sendiri dengan menyedot energi dari legiun koma, tanpa disadari manusia. Kami tidak berbicara tentang sesuatu yang menyeramkan, meskipun. Pembangkit listrik termoelektrik skala kecil, di mana panas tubuh dipanen untuk memberi daya pada perangkat portabel, adalah konsep yang telah diteliti dengan seksama oleh para ilmuwan dalam beberapa tahun terakhir -- karena keinginan kita untuk membawa gadget yang haus daya di saku kita terus tumbuh .

Baru-baru ini, para peneliti di Pusat Nanoteknologi dan Bahan Molekul Universitas Wake Forest memberi dorongan pada prospek pembangkit listrik termoelektrik ketika mereka mengembangkan bahan mirip kain yang disebut "power felt," yang mampu memanfaatkan perbedaan antara panas benda dan suhu ruangan untuk menghasilkan muatan listrik [sumber: Neal ].

Seorang peneliti yang bekerja pada proyek tersebut membayangkan membuat jaket dari power felt dan menggunakannya untuk menyalakan iPod, sebuah ide yang terdengar cukup bagus untuk penggemar jogging cuaca dingin. Tetapi kekuatan yang dirasakan tidak hanya harus masuk ke dalam pakaian. Pegangan senter yang dibalut dengan kekuatan mungkin merupakan hal yang hebat untuk dimiliki selama pemadaman listrik yang berkepanjangan, dan kursi mobil yang terbuat dari barang-barang itu mungkin menarik energi dari posterior Anda untuk memberi daya pada jendela atau radio Anda. Dan ada sumber energi non-manusia lain yang mungkin kita gunakan untuk memanfaatkannya, juga [sumber: Neal ].

Jika Anda bingung bagaimana tubuh Anda yang berkeringat dapat memberi daya pada iPad di hari musim panas yang hangat, pikirkan seperti ini: Hampir semua listrik yang digunakan manusia -- sekitar 10 triliun watt -- dihasilkan dengan melepaskan energi panas (biasanya dengan membakar bahan bakar fosil menjadi air panas) dan kemudian mengubah panas itu menjadi energi mekanik. Energi mekanik kemudian digunakan untuk memutar generator dan menghasilkan arus listrik. Metode yang telah dicoba dan benar ini, yang disebut pembangkit listrik termoelektrik , tentu saja menghasilkan banyak energi. Tetapi juga membuang banyak energi, karena proses mekanisnya tidak begitu efisien dalam menggunakan panas. Faktanya, lebih dari setengah panas itu terlepas begitu saja ke atmosfer [sumber: Jacques ].

Akan jauh lebih baik, setidaknya secara teori, jika kita dapat menemukan cara praktis untuk menghasilkan listrik langsung dari panas itu sendiri. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa itu mungkin untuk dilakukan, karena ketika ada perbedaan suhu lingkungan dan suatu benda, bahan konduktif di antara keduanya dapat menggunakan kontras itu untuk menghasilkan arus listrik, tanpa turbin atau generator mekanis. Ini dikenal sebagai efek Seebeck [sumber: Timmer , Ozcanli ].

Trik untuk menghasilkan dan memanen listrik non-mekanis itu adalah menemukan bahan penghantar yang tepat. Untuk sementara, para peneliti telah membangun generator termoelektrik langsung yang menggunakan paduan logam, bismut antimon telluride, yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan listrik dari panas. Tapi bahan itu mahal dan tidak seefisien itu [sumber: DOE ].

Itulah mengapa semua orang sangat senang dengan kekuatan yang dirasakan, yang -- terlepas dari namanya -- sebenarnya bukan kain tenun dari wol, seperti yang mereka gunakan di meja biliar. Sebaliknya, kekuatan yang dirasakan terdiri dari serat plastik yang dililitkan di sekeliling yang kecil -- dan yang kami maksud adalah satu atom dengan ketebalan satu atom -- struktur yang disebut tabung nano karbon, yang sangat, sangat bagus dalam menghantarkan listrik. Ini juga berpotensi murah untuk diproduksi, yang berarti kita dapat menggunakannya di semua tempat [sumber: Neal , Zhang ].

Meskipun akan keren untuk menyalakan iPad dengan panas tubuh Anda, kita mungkin tidak perlu khawatir diperbudak untuk memberi daya pada jaringan komputer raksasa seperti di film "Matrix". Manusia merupakan sumber listrik yang potensial , tetapi sumber listriknya cukup terbatas. Laki-laki dewasa, misalnya, secara teoritis mungkin bisa menghasilkan energi 100 hingga 120 watt. Itu tidak akan menerangi Empire State Building, tetapi mungkin cukup untuk menyalakan beberapa perangkat elektronik pribadi -- laptop membutuhkan sekitar 45 watt, dan ponsel hanya membutuhkan sekitar 1 watt untuk beroperasi [sumber: Ozcanli ].

Meskipun demikian, para peneliti masih memiliki cara untuk pergi sebelum kita dapat memanfaatkan sebagian besar potensi tubuh kita untuk menghasilkan listrik. Sementara gagasan tentang kekuatan terasa menjanjikan, versi demonstrasi awal hanya memiliki kemampuan untuk menghasilkan sekitar 140 nanowatt jus [sumber: Zhang ]. Agen Smith yang jahat dari film "Matrix" akan kecewa, karena itu hanya sekitar sepermiliar watt. Bahan konduktif lain yang tersedia untuk mengubah panas tubuh menjadi energi tidak jauh lebih baik. Dengan satu perkiraan, perangkat tersebut mampu memanen sekitar 0,4 persen energi panas tubuh dan mengubahnya menjadi listrik. Itu berarti jika Anda menutupi seluruh tubuh Anda dengan generator termoelektrik, Anda hanya akan menghasilkan listrik 0,5 watt [sumber:Ozcanli ].

Namun, kami mungkin akan meningkatkan kinerja itu dari waktu ke waktu, dan juga secara bersamaan mengembangkan perangkat elektronik yang jauh lebih efisien dalam menggunakan energi daripada gadget saat ini. Para peneliti telah bekerja, misalnya, untuk mengembangkan sensor medis super hemat energi yang dapat mengalirkan panas tubuh pasien. Tetapi manfaat nyata dari kekuatan yang dirasakan mungkin berasal dari menggunakannya untuk menangkap energi panas yang terbuang oleh mesin kami. Penelitian terbaru di Massachusetts Institute of Technology, misalnya, menunjukkan bahwa dengan memanfaatkan panas yang terbuang dari laptop dan ponsel, kita mungkin dapat melakukan hal yang setara dengan menggandakan masa pakai baterai. Melapisi mesin mobil dan dinding bagian dalam serta pipa pembangkit listrik dengan kekuatan terasa dapat menghasilkan pasokan listrik yang sangat besar yang bahkan tidak pernah kita ketahui sebelumnya [sumber: Chandler].

Saya penggemar berat fiksi ilmiah dystopian, dan film 1999 "The Matrix," yang pertama dalam trilogi yang dibuat oleh Wachowskis, adalah salah satu favorit saya. Tetapi bagi saya, Matrix benar-benar lebih merupakan metafora untuk fiksasi setiap saat kita saat bangun dengan pengalaman hiburan sintetis yang dibuat oleh video game dan streaming video di Web daripada cetak biru untuk masa depan yang sebenarnya. (Dalam hal ini, Anda dapat menarik persamaan dengan novel George Orwell, "Nineteen Eighty-Four," yang menurut beberapa orang benar-benar merupakan peringatan terhadap kecenderungan totaliter yang penulis lihat bersembunyi di bawah demokrasi konstitusional Inggris pasca-Perang Dunia II.) Kecuali kita membuat beberapa terobosan teknologi yang benar-benar mencengangkan yang mengesampingkan hukum fisika seperti yang kita pahami sekarang,jaringan komputer yang ditenagai dengan menyedot energi dari manusia yang koma hanyalah fantasi. Untuk cerita Science Channel, misalnya, saya pernah menghitung bahwa jika mungkin untuk memanen energi 1,3 mikrowatt dari setiap orang di planet ini, itu hanya akan cukup untuk menjalankan satu set speaker untuk home theater kelas atas. sistem.

Artikel Terkait

Sumber