Sains & Teknologi Top 1

Printer 3-D Perintis Mencetak Rekor Baru Paling Efisien

Durasi Baca: 2 menit

Perangkat termoelektrik cetak 3-D ini mampu mengubah panas menjadi tenaga listrik dengan faktor efisiensi lebih dari 50% lebih tinggi dari yang terbaik sebelumnya untuk bahan cetakan — dan murah untuk diproduksi dalam jumlah besar — ​​telah diproduksi oleh para peneliti di Swansea University’s SPECIFIC Innovation and Knowledge Center.

Sekitar seperenam dari semua energi yang digunakan oleh industri di Inggris saat ini berakhir sebagai limbah panas, yang dipancarkan ke atmosfer. Limbah panas ini dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik yang bisa menjadi langkah besar ke depan dalam membantu mengurangi jejak karbon.

Teknik cetak 3D baru untuk termoelektrik yang dikembangkan oleh tim riset SPECIFIC . Kredit gambar: SPECIFIC, Universitas Swansea

Bahan termoelektrik mengubah perbedaan suhu menjadi tenaga listrik, atau sebaliknya. Mereka digunakan di lemari es, pembangkit listrik dan bahkan beberapa jam tangan pintar yang ditenagai oleh panas tubuh.

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa bahan yang disebut tin selenide (SnSe), senyawa yang terbuat dari timah (Sn) dan selenium (Se), memiliki potensi tinggi sebagai bahan termoelektrik . Masalahnya adalah bahwa metode yang digunakan untuk membuatnya memerlukan banyak energi dan karenanya mahal.

Baca juga:  Printer 3D Terbaru dengan Fitur Penglihatan dan Kecerdasan Buatan

Di sinilah karya peneliti Swansea mampu memberi solusi. Teknik yang mereka kembangkan berpotensi sangat murah untuk industri karena memungkinkan generator termoelektrik SnSe diproduksi dengan cepat dan mudah dalam jumlah besar.

Tim peneliti menghasilkan timah selenide menjadi sejenis tinta yang bisa mereka cetak untuk menguji propertinya. Langkah selanjutnya adalah mengembangkan jenis teknik pencetakan 3-D untuk menghasilkan generator termoelektrik kecil yang terbuat dari tinta.

Eksperimen tim menunjukkan bahwa materi tersebut memberikan skor rekor untuk efisiensi dalam kinerja, yang diukur dengan “Figur of Merit” (ZT).

  • Elemen tim Swansea mencapai nilai ZT (ukuran efisiensi generator termoelektrik) hingga 1,7
  • Skor ZT terbaik sebelumnya untuk bahan termoelektrik tercetak adalah 1,0
  • Ini berarti tingkat efisiensi — untuk mengubah panas menjadi listrik — untuk elemen tim Swansea sekitar 9,5%, dibandingkan dengan 4,5%, catatan terbaik sebelumnya
Baca juga:  Militer Penghasil Emisi Karbon Terbesar di Dunia adalah Militer AS

Terobosan ini dapat bermanfaat khususnya bagi industri di mana suhu tinggi terlibat dalam proses manufaktur. Salah satu contoh adalah pembuatan baja, yang menghasilkan panas dalam jumlah besar dan membutuhkan daya listrik yang besar. Oleh karena itu, mendaur ulang panas menjadi daya berpotensi meningkatkan efisiensi energi secara signifikan.

Sebuah video yang menampilkan perangkat thermoelectric tercetak 3-D yang baru, yang mengubah panas menjadi tenaga listrik. Kredit: SPECIFIC – Universitas Swansea

Tim peneliti berasal dari SPECIFIC Innovation and Knowledge Centre, sebuah proyek yang dipimpin oleh Swansea University yang mengembangkan teknologi untuk mengurangi emisi karbon dan menunjukkan bagaimana mereka dapat diterapkan pada bangunan dan industri.

Matt Carnie dari Swansea University, yang merupakan peneliti utama untuk pekerjaan ini, mengatakan:

Baca juga:  99% Bus Listrik Dunia ada di Cina

Mengubah panas limbah menjadi tenaga listrik dapat meningkatkan efisiensi energi secara signifikan, memotong tagihan dan mengurangi emisi karbon. Kami menemukan bahwa bahan termoelektrik tercetak menggunakan selenide timah adalah cara yang sangat menjanjikan.

Perangkat yang kami kembangkan adalah bahan termoelektrik tercetak dengan kinerja terbaik yang tercatat hingga saat ini, dengan faktor efisiensi yang meningkat lebih dari 50% dibandingkan dengan rekor sebelumnya.  Dan ini juga murah untuk diproduksi dalam jumlah besar dibandingkan dengan metode manufaktur yang mapan.

Mesiki masih banyak pekerjaan perlu dilakukan, tetapi sudah pekerjaan kami menunjukkan bahwa teknik ini, menggabungkan efisiensi dan ekonomi, bisa sangat menarik bagi industri yang intensif energi. “

Makalah “3D printed SnSe Thermoelectric Generators with High Figure of Merit“, diterbitkan dalam Advanced Energy Materials.

    Leave a Reply