Generator termomagnetik mengubah panas buangan menjadi tenaga listrik bahkan pada perbedaan suhu yang kecil
Spotlight

Generator termomagnetik mengubah panas buangan menjadi tenaga listrik bahkan pada perbedaan suhu yang kecil


Generator termomagnetik didasarkan pada film tipis magnetik dengan sifat yang sangat bergantung pada suhu. Kredit: IMT / KIT

Penggunaan limbah panas berkontribusi besar pada pasokan energi berkelanjutan. Ilmuwan Institut Teknologi Karlsruhe (KIT) dan Universitas Tōhoku di Jepang kini semakin mendekati tujuan mereka untuk mengubah panas buangan menjadi tenaga listrik pada perbedaan suhu yang kecil. Seperti yang dilaporkan di Joule, daya listrik per footprint generator termomagnetik berdasarkan film paduan Heusler telah ditingkatkan dengan faktor 3,4.

Banyak proses teknis hanya menggunakan sebagian dari energi yang dikonsumsi. Fraksi yang tersisa meninggalkan sistem berupa limbah panas. Seringkali, panas ini dilepaskan ke lingkungan yang tidak digunakan. Namun, ini juga dapat digunakan untuk suplai panas atau pembangkit listrik. Semakin tinggi suhu panas limbah, semakin mudah dan murah penggunaannya kembali. Generator termoelektrik dapat menggunakan limbah panas bersuhu rendah untuk diubah langsung menjadi tenaga listrik. Namun, bahan termoelektrik yang digunakan selama ini mahal harganya dan terkadang bahkan beracun. Selain itu, generator termoelektrik memerlukan perbedaan suhu yang besar untuk mencapai efisiensi hanya beberapa persen.

Generator termomagnetik merupakan alternatif yang menjanjikan. Mereka didasarkan pada paduan, yang sifat magnetnya sangat bergantung pada suhu. Magnetisasi bolak-balik menginduksi tegangan listrik dalam kumparan yang diterapkan. Para peneliti telah mempresentasikan konsep pertama generator termomagnetik pada abad ke-19. Sejak itu, penelitian telah mencakup berbagai materi. Tenaga listrik, bagaimanapun, telah meninggalkan banyak hal yang harus diinginkan.

Ilmuwan Institut Teknologi Mikrostruktur (IMT) KIT dan Universitas Tōhoku di Jepang kini telah berhasil meningkatkan sebagian besar daya listrik per footprint generator termomagnetik. “Berdasarkan hasil kerja kami, generator termomagnetik sekarang bersaing dengan generator termoelektrik yang sudah mapan untuk pertama kalinya. Dengan ini, kami semakin mendekati tujuan untuk mengubah panas buangan menjadi tenaga listrik pada perbedaan suhu yang kecil,” kata Profesor Manfred Kohl, Kepala Kelompok Bahan dan Perangkat Cerdas IMT. Pekerjaan tim dilaporkan dalam cerita sampul terbitan terbaru Joule.

Visi: Pemulihan Panas Limbah Dekat dengan Suhu Kamar

Apa yang disebut paduan Heusler — senyawa intermetalik magnetik — diterapkan dalam bentuk film tipis dalam generator termomagnetik dan menghasilkan perubahan magnetisasi yang besar dan bergantung pada suhu serta perpindahan panas yang cepat. Ini adalah dasar dari konsep baru aksi-diri resonan. Bahkan pada perbedaan suhu yang kecil, getaran resonansi diinduksi dalam perangkat dan dapat diubah secara efisien menjadi tenaga listrik. Namun, daya listrik perangkat tunggal rendah dan peningkatannya akan bergantung pada pengembangan dan rekayasa material. Para peneliti dari KIT dan Universitas Tōhoku menggunakan paduan nikel-mangan-galium dan menemukan bahwa ketebalan film paduan dan jejak perangkat mempengaruhi daya listrik ke arah yang berlawanan. Berdasarkan temuan ini, mereka berhasil meningkatkan daya listrik per footprint dengan faktor 3,4 dengan meningkatkan ketebalan film paduan dari lima menjadi 40 mikrometer. Generator termomagnetik mencapai daya listrik maksimum 50 microwatts per sentimeter persegi dengan perubahan suhu hanya tiga derajat Celcius. “Hasil ini membuka jalan bagi pengembangan generator termomagnetik khusus yang dihubungkan secara paralel untuk potensi penggunaan limbah panas yang mendekati suhu kamar,” jelas Kohl.


Mengubah panas menjadi tenaga dengan bahan termoelektrik organik yang efisien


Informasi lebih lanjut:
Joel Joseph dkk. Peningkatan Skala Generator Termomagnetik Berdasarkan Heusler Alloy Films, Joule (2020). DOI: 10.1016 / j.joule.2020.10.019

Informasi jurnal:
Joule

Disediakan oleh Karlsruhe Institute of Technology

Kutipan: Generator termomagnetik mengubah limbah panas menjadi tenaga listrik bahkan pada perbedaan suhu yang kecil (2021, 3 Februari) diakses 3 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-thermomagnetic-electrical-power-small-temperature.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini