Para peneliti di tiga universitas Korea Selatan telah mengembangkan komposit-komposit berbasis semen dengan pengisi konduktif yang menghasilkan dan menyimpan listrik melalui elektrifikasi kontak.
Kota-kota pintar yang mengusahakan konsumsi energi net-zero secara berkelanjutan bukan lagi konsep baru. Banyak orang berkeyakinan bahwa realisasi konsep di sektor bangunan masih lama. Namun, penelitian yang dilakukan tiga universitas di Korea Selatan ini mungkin dapat mempercepat realisasi gagasan tersebut. Mereka telah mengembangkan komposit berbasis semen baru yang dapat menghasilkan dan menyimpan energi yang diinduksi melalui kontak antar material. Bahan ini dapat digunakan untuk membuat bangunan yang dapat menghasilkan energi dari gerakan manusia di lantai-lantainya serta hembusan angin dan tetesan-tetesan air hujan yang mengenainya.
Segala sesuatu di sekitar kita semakin pintar, dari berbagai perangkat hingga peralatan rumah tangga dan akhirnya seluruh kota. Konsep kota pintar, yang meliputi ekosistem hemat energi yang dapat mengurangi emisi karbon, menghemat energi, dan memberikan kehidupan yang lebih baik, bukan lagi masa depan yang jauh. Namun, perlu dicatat bahwa karena sektor bangunan sendiri bertanggung jawab atas 40% dari seluruh konsumsi power dunia modern, gedung-gedung harus mampu mengimbangi konsumsi energi ini.
Solusi untuk problem ini mungkin lebih dekat dari yang Anda kira. Dalam studi terbaru yang diterbitkan di Nano Energy, para peneliti dari Incheon National University (INU), termasuk Prof. Seung-Jung Lee, dan para peneliti dari Kyung Hee University dan Korea University, membahas masalah ini dengan mengembangkan bahan struktural baru yang dapat membuat konstruksi lebih ramah lingkungan.
Tim ini mengembangkan komposit konduktif berbasis semen (CBC) dengan serat-serat karbon yang juga dapat bertindak sebagai triboelectric nanogenerator (TENG)—sejenis penghasil energi mekanikal. Makalah ini tersedia online pada 3 Agustus 2021 dan diterbitkan dalam Volume 89, Bagian A dari jurnal Nano Energy pada November 2021.
“Kami ingin mengembangkan material energi struktural yang dapat digunakan untuk membangun net-zero energy structure (NZES) yang menggunakan dan menghasilkan listrik sendiri. Karena semen adalah bahan konstruksi yang sangat diperlukan, kami memutuskan untuk menggunakannya dengan pengisi konduktif sebagai elemen konduktif inti untuk sistem CBC-TENG kami,” jelas Lee, seperti dikutip www.aggbusiness.com, Senin (29/11).
Eksterior beton bangunan sering terkena sumber energi mekanik eksternal seperti gelombang laut, pergerakan benda-benda, hembusan angin pada dinding-dinding, dan tetesan-tetesan air hujan di atap. TENG yang berbasis semen dapat menghasilkan energi dari sumber-sumber ini melalui elektrifikasi kontak—proses di mana listrik dihasilkan sebagai hasil interaksi antara dua material.
Tim merancang NZES skala lab dan kapasitor berbasis CBC menggunakan bahan-bahan yang dikembangkan untuk menguji kemampuan pembuatan energi dan kemampuan penyimpanannya. Hasilnya menunjukkan bahwa pada 1% volume serat karbon konduktif dalam campuran semen, campuran CBC menunjukkan sifat listrik yang optimal sambil mempertahankan sifat mekanik semen yang unggul. Pengukuran listrik para peneliti ini mengkonfirmasi bahwa CBC-TENG dapat digunakan dengan aman sebagai bahan bangunan karena arus yang dihasilkannya jauh lebih rendah daripada arus maksimal yang diizinkan untuk tubuh manusia.
Selain penyimpanan dan pembuatan energi, bahan tersebut juga dapat digunakan untuk merancang sistem penginderaan otomatis yang memantau kondisi struktur dan memprediksi sisa masa pakai struktur beton tanpa daya eksternal.
“Tujuan utama kami adalah mengembangkan bahan yang membuat kehidupan manusia lebih baik dan tidak memerlukan energi ekstra untuk menyelamatkan planet ini. Kami berharap temuan dari penelitian ini dapat digunakan untuk memperluas penerapan CBC sebagai bahan energi all-in-one untuk struktur energi net-zero,” Lee menyimpulkan. (Sumber: Aggbusiness.com)
