Nationalgeographic.co.id - Seiring perkembangan zaman, para ilmuwan terus menemukan sumber energi terbarukan untuk dunia yang lebih hijau. Lagi-lagi, para peneliti menemukan lantai kayu bisa menjadi sumber energi, karena nanogeneratornya yang dihasilkan dari langkah kaki kita.
Melalui laporan berjudul Functionalized wood with tunable tribopolarity for efficient triboelectric nanogenerators di jurnal Matter yang terbit Rabu (01/09/2021), mereka mengungkapkan cara kinerjanya.
Para peneliti mengubah kayu menjadi nanogenerator dengan mengapit dua potongan kayu fungsional di antara elektrodanya. Seperti kaus kaki yang menempel di baju yang baru dikeluarkan dari pengering, potongan kayu bisa menganndung muatan listrik lewat kontak dan pemisahan berkala saat diinjak (efek triboelektrik).
Cara paling sederhananya, seperti yang pernah dicoba filsuf Yunani kuno Thales dari Miletos, ketika menggesekkan batu amber wol, sehingga batu itu mendapatkan muatan listrik. Percobaan ini juga mungkin pernah Anda lakukan waktu bersekolah ketika rambut bisa menempel pada penggaris yang sudah digosokkan.
Meski demikian, "kayu pada dasarnya adalah triboneutral," ujar Guido Panzarasa pemimpin kelompok penelitian. Dia juga menjabat sebagai profesor di Wood Materials Science, Institute for Building Materials, Zurich, Swiss, dikutip dari Eurekalert.
"Itu berarti kayu tidak memiliki kecenderungan nyata untuk memperoleh atau kehilangan elektron." Inilah yang membatasi kemampuan material kayu untuk menghasilkan listrik. "Jadi tantangannya adalah membuat kayu yang mampu menarik dan melepaskan elektron," lanjutnya.
Baca Juga: Eksperimen Fusi Nuklir Pecah Rekor, Hasilkan Energi 10 Kuadriliun Watt
Dalam makalah itu, para ilmuwan melapisi bagian kayu dengan polydimenthylsiloxane (PDMS), silikon yang mendapatkan elektron saat mendapatkan kontak. Selain itu potongan kayu juga diberi nanocrystals yang ditanam di zeolitik imidazolate framework-8 (ZIF-8).
ZIF-8 adalah jaringan hibrida ion logam dan molekul organik yang memiliki kencerungan lebih tinggi untuk melepas elektron.
Para peneliti juga menguji berbagai jenis kayu untuk mengetahui jenis apa atau arah pemotongan kayu seperti apa yang dapat memengaruhi sifat triboelektriknya, agar berfungsi sebagai kerangka yang lebih baik pada lapisan.
Kayu dari pohon cemara yang dipotong secara radial—memotong sejajar pada jari-jari dan tegak lurus dengan lingkar pertumbuhan—dinilai sangat baik untuk nanogenerator triboelektrik itu. Jenis kayu ini umum sebagai kontruksi bangunan di Eropa.
Panzarasa menulis, papan kayu cemara dapat megnhasilkan listrtik 80 kali lebih stabil dari kayu listrik. Hasil penggunaan pada perangkat listrik juga stabil dengan energi hingga 1.500 siklus.
Kayu yang dijadikan lantai dengan permukaan yang lebih kecil daripada selembar kertas, dapat menghasilkan energi yang cukup untuk menyalakan lampu LED rumah tangga, dan perangkat elektronik kecil seperti kalkulator. Lampu juga bisa menyala bila orang dewasa berjalan di atas lantai kayu itu. Dengan kata lain, energi langkah kaki kita menjadi listrik.
"Fokus kami adalah menunjukkan kemungkinan mengubah kayu dengan prosedur yang relatif ramah lingkungan dengan menjadikannya triboelektrik," ungkap Panzarasa.
"Cemara [harganya] murah dan tersedia banyak (dalam konteks Eropa), dan memiliki sifat mekanis yang menguntungkan. Pendekatan penggunaan cukup sederhana, dan dapat digunakan dalam skala tingkat industri. Ini hanya masalah teknis."
Panzarasa menambahkan, selain efisien, berkelanjutan, dan terukur, nanogenerator ini bisa dikembangkan untuk mempertahankan fitur kayu agar lebih berguna sebagai desain interior, termasuk ketahanan mekanis dan warna hangatnya.
Baca Juga: Laut Bisa Sediakan Bahan Baku Baterai dalam Jumlah Hampir Tak Terbatas
Fitur ini dapat membantu mempromosikan penggunaan nanogenerator kayu sebagai sumber energi hijau di gedung pintar. Konstruksi kayu juga dapat berperan untuk membantu pengurangan perubahan iklim dengan menyeram karbon dioksida dari lingkungan sekitar.
Lebih lanjut kelompok peneliti mencoba untuk mengoptimalkan nanogenerator dengan pelapis kimia yang lebih ramah lingkungan, dan lebih mudah diterapkan umum.
"Meski awalnya kami fokus pada penelitian dasar, ujungnya penelitian kami lakukan harus mengarahkannya pada penerapan di dunia nyata," paparnya. "Tujuan utamanya yakni agar memahami potensi kayu di luar yang sudah diketahui, dan memungkinkan kayu dengan properti baru untuk bangunan pintar yang berkelanjutan di masa nanti."
Baca Juga: Sains Terbaru, Pembangkit Listrik Bertenaga Keringat Jari Manusia