Energi surya selalu menghadapi persoalan yang sama. Begitu matahari tenggelam, produksi listrik ikut berhenti. Untuk menjaga pasokan energi tetap mengalir pada malam hari, sistem pembangkit tenaga surya harus mengandalkan baterai atau sumber listrik cadangan.
Kini, sekelompok ilmuwan menunjukkan bahwa solusi atas masalah tersebut mungkin datang dari bahan yang selama ini identik dengan kerajinan tangan dan model pesawat: kayu balsa.
Dalam penelitian terbaru, para ilmuwan berhasil merekayasa kayu balsa menjadi material yang tidak hanya mampu menyerap energi matahari dengan sangat efisien, tetapi juga menyimpannya sebagai panas dan melepaskannya secara perlahan setelah hari gelap. Panas yang dilepaskan itu kemudian diubah menjadi listrik menggunakan generator termoelektrik.
Temuan ini bukan berarti panel surya kini bisa “bekerja” tanpa matahari. Yang sebenarnya terjadi jauh lebih menarik. Para peneliti menciptakan material yang dapat menyimpan energi matahari pada siang hari, lalu memanfaatkannya kembali beberapa jam kemudian.
Mengapa Memilih Kayu Balsa?
Bagi sebagian orang, kayu balsa mungkin terdengar asing. Padahal, kayu ini telah lama digunakan untuk membuat miniatur pesawat, kapal, papan selancar, hingga komponen turbin angin.
Balsa berasal dari pohon Ochroma pyramidale, tanaman yang tumbuh cepat di kawasan tropis Amerika Tengah dan Amerika Selatan. Pohonnya dapat mencapai tinggi lebih dari 20 meter hanya dalam beberapa tahun.
Keistimewaan balsa bukan terletak pada kekerasannya, melainkan pada kerapatan yang sangat rendah. Dengan berat hanya sekitar 100–200 kilogram per meter kubik, balsa termasuk salah satu kayu paling ringan di dunia. Meski ringan, struktur internalnya tersusun rapi oleh jutaan saluran mikroskopis yang dahulu berfungsi mengalirkan air dan nutrisi di dalam batang pohon.
Justru jaringan alami inilah yang menarik perhatian para ilmuwan.
Alih-alih membuat material baru dari nol, para peneliti memanfaatkan saluran-saluran mikroskopis pada kayu balsa sebagai “wadah alami” untuk menyimpan berbagai material fungsional. Pendekatan ini jauh lebih sederhana dibanding membangun struktur berpori secara sintetis, yang umumnya membutuhkan proses fabrikasi rumit dan mahal.
Dari Kayu Menjadi Penyimpan Energi
Proses transformasi dimulai dengan menghilangkan sebagian lignin, yaitu senyawa yang membuat kayu menjadi keras dan berwarna kecokelatan. Setelah lignin berkurang, struktur kayu menjadi lebih berpori dan lebih mudah dimodifikasi.
Tahap berikutnya adalah melapisi bagian dalam kayu dengan fosforena hitam (black phosphorene) dan nanopartikel yang meningkatkan kemampuan menyerap cahaya matahari. Material ini bekerja layaknya lapisan penyerap panas yang sangat efisien.
Rongga-rongga mikroskopis di dalam kayu kemudian diisi material perubahan fasa (phase change material), yaitu zat yang mampu menyimpan energi ketika berubah dari padat menjadi cair akibat pemanasan.
Saat siang hari, cahaya matahari dipanen dan diubah menjadi panas. Panas tersebut tidak langsung hilang ke lingkungan, tetapi “dikunci” di dalam material perubahan fasa.
Begitu malam tiba dan suhu lingkungan menurun, material itu perlahan membeku kembali sambil melepaskan panas yang sebelumnya tersimpan.
Mengubah Panas Menjadi Listrik
Di sinilah prinsip fisika lain mulai bekerja.
Perbedaan suhu antara material yang masih hangat dan udara di sekitarnya dimanfaatkan oleh generator termoelektrik. Alat ini menghasilkan arus listrik melalui efek Seebeck, yaitu fenomena ketika dua sisi material memiliki temperatur berbeda sehingga elektron bergerak dan menghasilkan tegangan listrik.
Artinya, listrik yang muncul pada malam hari bukan berasal dari sinar matahari yang masih ada, melainkan dari panas matahari yang telah disimpan beberapa jam sebelumnya.
Dengan kata lain, teknologi ini lebih tepat disebut sebagai sistem penyimpanan energi panas berbasis biomaterial, bukan panel surya yang tetap aktif saat malam.
Hasil yang Menjanjikan
Dalam pengujian laboratorium, material hasil rekayasa tersebut mampu mencapai efisiensi konversi cahaya menjadi panas lebih dari 91 persen. Material juga memiliki kapasitas penyimpanan panas sekitar 175 kilojoule per kilogram dan tetap stabil setelah melalui lebih dari 100 siklus pemanasan serta pendinginan.
Selain itu, lapisan yang ditambahkan membuat kayu menjadi lebih tahan terhadap air, memiliki sifat antimikroba, dan lebih tahan terhadap api dibanding kayu balsa alami.
Walaupun listrik yang dihasilkan masih relatif kecil, hasil ini menunjukkan bahwa biomaterial dapat memainkan peran baru dalam teknologi energi terbarukan.
Masa Depan Bangunan Penyimpan Energi
Bayangkan dinding rumah, panel bangunan, atau atap yang bukan hanya melindungi penghuni dari panas, tetapi juga menyimpan energi matahari sepanjang hari dan membantu memasok listrik setelah matahari terbenam.
Konsep tersebut masih memerlukan banyak penelitian sebelum dapat diterapkan secara komersial. Para peneliti masih harus meningkatkan kapasitas penyimpanan energi, memperpanjang umur material, serta menekan biaya produksinya.
Namun, penelitian ini menunjukkan arah baru dalam pengembangan energi terbarukan. Selama ini perhatian lebih banyak tertuju pada peningkatan efisiensi panel surya atau kapasitas baterai. Kini, ilmuwan mulai mengeksplorasi biomaterial seperti kayu sebagai bagian dari solusi.
Ironisnya, bahan yang dianggap sederhana justru menawarkan salah satu pendekatan paling elegan. Dengan memanfaatkan arsitektur alami yang telah dibentuk oleh evolusi selama jutaan tahun, para ilmuwan tidak perlu menciptakan struktur baru dari nol. Mereka hanya “mengajari” sepotong kayu melakukan pekerjaan yang sebelumnya tidak pernah dibayangkan: menyimpan cahaya matahari dan membantu menghasilkan listrik ketika malam tiba.
Eksplorasi konten lain dari
Berlangganan untuk dapatkan pos terbaru lewat email.
