
Peneliti
dari Northwestern University telah menemukan suatu material yang dapat
memanfaatkan polusi panas yang dihasilkan dari mesin kalor untuk
menghasilkan listrik. Para peneliti tersebut menempatkan nanokristal
garam batu (stronsium tellurida, SrTe) ke dalam timbal tellurida (PbTe).
Material ini telah terbukti dapat mengkonversi kalor yang dihasilkan
sistem pembuangan kendaraan (knalpot), mesin-mesin dan alat-alat
industri yang menghasilkan kalor, hingga cahaya matahari dengan
efisiensi yang jauh lebih tinggi dibanding penemuan-penemuan serupa
sebelumnya.
Paduan material ini menunjukkan karakteristik
termoelektrik yang cukup tinggi dan dapat mengubah 14% dari polusi kalor
menjadi listrik, tanpa perlu sistem turbin maupun generator. Kimiawan,
fisikawan, dan ilmuwan material dari Northwestern University
berkolaborasi untuk mengembangkan material dengan kemampuan luar biasa
ini. Hasil studi mereka telah dipublikasikan dalam jurnal
Nature Chemistry.
“Hal
ini telah diketahui selama 100 tahun belakangan, bahwa semikonduktor
memiliki karakteristik dapat mengubah panas menjadi listrik secara
langsung,” jelas Mercouri Kanatzidis, seorang Professor Kimia di The
Weinberg College of Arts and Sciences. “Untuk membuat proses ini menjadi
suatu proses yang efisien, yang dibutuhkan hanyalah material yang
tepat. Dan kami telah menemukan resep atau sistem untuk membuat material
dengan karakter tersebut.”
Mercouri Kanatzidis,
co-author
dari studi ini bersama dengan tim risetnya mendispersikan nanokristal
garam batu stronsium tellurida, SrTe ke dalam material timbal (II)
tellurida, PbTe. Percobaan sebelumnya pada penyertaan material berskala
nano ke dalam material bulk telah meningkatkan efisiensi konversi kalor
menjadi energi listrik dari material timbal (II) tellurida. Tetapi
penyertaan material nano ke dalamnya juga meningkatkan jumlah penyebaran
elektron, sehingga secara keseluruhan konduktivitas material ini
berkurang. Pada studi ini, tim riset dari Northwestern menawarkan suatu
model penggunaan material nano pada timbal (II) tellurida untuk menekan
penyebaran elektron dan meningkatkan persentase konversi kalor menjadi
energi listrik dari material ini.