BAGIKAN
[ Credit: Linda Cicero, Stanford News ]

Para ilmuwan di Stanford University telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa sebuah perangkat yang telah diciptakan tidak hanya dapat mengumpulkan sinar matahari untuk dijadikan sebagai tenaga listrik, tetapi sekaligus dapat mendinginkan bangunan dan benar-benar dapat saling membantu fungsinya secara lebih efisien.

“Kami telah membangun perangkat pertama yang suatu hari dapat membuat dan menghemat energi, di tempat yang sama dan pada saat yang sama, dengan mengendalikan dua sifat cahaya yang sangat berbeda,” kata Shanhui Fan, seorang penulis senior dari sebuah artikel yang telah dipublikasikan di jurnal Joule.

Seperangkat lapisan yang menghadap matahari bukanlah hal baru, sebagaimana panel surya. Pada dasarnya, ini terbuat dari bahan semikonduktor yang sama yang telah lama menghiasi atap untuk mengubah cahaya yang terlihat menjadi energi listrik. Apa yang menjadikannya berbeda adalah terletak pada lapisan di bawah perangkatnya, yang didasarkan pada bahan yang dapat memancarkan panas dari atap menuju ruang angkasa melalui proses yang dikenal sebagai pendinginan radiasi.

Panas secara alami akan mengalir dari sesuatu yang lebih panas menuju sesuatu lainnya yang lebih dingin, dan karena ada beberapa tempat yang lebih dingin dari ruang hampa udara, maka tempat tersebut adalah tempat yang tepat untuk dicoba dialirkan panas secara berlebih. Sehingga panas yang terdapat pada atap dipancarkan menuju ruang angkasa.

Sistem Stanford, yang para pengembangnya menyebutnya sebagai pendinginan radiasi langit, untuk pertama kali muncul pada tahun 2013. Sebagai kemajuan yang telah dicapai, pada akhirnya mereka dapat mendinginkan rumah dan bangunan tanpa perlu menggunakan sumber daya eksternal seperti listrik.

Dalam pendinginan radiasi, benda-benda – termasuk tubuh kita sendiri – melepaskan panas dengan memancarkan cahaya inframerah. Biasanya bentuk pendinginan ini tidak bekerja dengan baik untuk sesuatu seperti bangunan karena atmosfer bumi bertindak seperti selimut tebal dan menjebak sebagian besar panas yang dihasilkan di sekitar bangunan daripada melepaskannya hingga menuju ruang angkasa luas yang lebih dingin.

Teknologi pendingin Fan menggunakan keuntungan dari fakta bahwa selimut tebal atmosfer Bumi, pada dasarnya memiliki lubang di dalamnya yang memungkinkan panjang gelombang cahaya inframerah tertentu untuk menembus langsung ke angkasa.

Dalam karya sebelumnya, Fan telah mengembangkan bahan yang dapat mengubah panas yang dipancarkan dari bangunan ke dalam panjang gelombang inframerah tertentu yang dapat melewati langsung melalui atmosfer.

Bahan-bahan ini melepaskan panas ke ruang angkasa dan dapat menghemat energi yang diperlukan untuk mengondisikan interior bangunan.

Bahan yang seperti itulah yang ditempatkan oleh Fan di bawah panel surya standar pada perangkat barunya.

Zhen Chen, yang memimpin percobaan di laboratorium Fan, mengatakan bahwa para peneliti mengembangkan sebuah prototipe dengan diameter seukuran piring kue pie dan memasang perangkat mereka di atap gedung Stanford. Kemudian mereka membandingkan suhu udara ambien di atap dengan suhu lapisan atas dan bawah perangkat.

Lapisan perangkat bagian atas lebih panas daripada udara atap – yang masuk akal karena telah menyerap sinar matahari. Tapi, seperti yang diharapkan oleh para peneliti, lapisan bawah perangkat jauh lebih dingin daripada udara di sekitar atapnya.

“Ini menunjukkan bahwa panas memancar dari bawah, menembus lapisan atas dan menuju ke angkasa,” kata Chen.

Apa yang sebelumnya tidak berhasil mereka uji adalah apakah alat tersebut juga menghasilkan listrik?

Karena lapisan atas dalam percobaan ini tidak memiliki lapisan logam yang biasanya ditemukan pada sel surya, di mana jika digunakan justru akan menghalangi cahaya inframerah untuk melepaskan diri.

Namun, tim ini sekarang telah mampu untuk merancang sel surya yang bekerja tanpa lapisan logam untuk berpasangan dengan lapisan pendingin radiasi.

“Kami pikir, kami telah dapat membuat perangkat yang praktis melakukan keduanya,” kata Fan.

“Di atap, kami membayangkan sel fotovoltaik dapat memasok listrik sementara pendingin radiasi dapat mendinginkan rumah pada hari-hari di musim panas,” kata Chen.

“Saya pikir teknologi ini berpotensi merevolusi teknologi sel surya saat ini,” kata Chen. “Jika konsep kami dapat dibuktikan dan diperbanyak, sel surya masa depan akan memiliki dua fungsi dalam satu: listrik dan pendinginan.”