Pemanfaatan Nanoteknologi Dibidang Energi

ABSTRAK

Nanoteknologi adalah manipulasi materi pada skala atomik dan skala molekular. Diameter atom berkisar antara 62 pikometer (atom Helium) sampai 520 pikometer (atom Cesium), sedangkan kombinasi dari beberapa atom membentuk molekul dengan kisaran ukuran nano.
Deskripsi awal dari nanoteknologi mengacu pada tujuan penggunaan teknologi untuk memanipulasi atom dan molekul untuk membuat produk berskala makro. Deskripsi yang lebih umum adalah manipulasi materi dengan ukuran maksimum 100 nanometer.

Selama hampir 5 dekade semenjak ditemukan “ide” eksplorasi material hingga sekala submikron oleh Richard Feynman pada 1959, perkembangan nanoteknologi telah sampai pada bidang energi. Dalam rangka untuk membuat lompatan berikutnya dari generasi saat ini, para ilmuwan telah mengembangkan Aplikasi Energi dengan sentuhan Nanoteknologi. Nanoteknologi, suatu bidang baru dalam ilmu pengetahuan yang merekayasa material berorde lebih kecil dari 100 nanometer.

ISI

Peran nanoteknologi di bidang energi meliputi penyimpanan, konversi, peningkatan produksi dengan mengurangi bahan-bahan dan tingkat proses, penghematan energi, dan meningkatkan sumber-sumber energi terbarukan. Peran tersebut kedepan cukup signifikan seiring dengan semakin menipisnya cadangan energi dari bahan bakar fosil dan gas. Disamping itu, peran nanoteknologi akan sangat menjawab kebutuhan energi yang sekarang ini mulai melirik ke energi terbarukan.

Meskipun nanomaterial tidak dapat secara langsung menghasilkan energi, akan tetapi punya kemampuan yang handal untuk menjadikan konsumsi energi efisien. Nanoteknologi dikatakan sebagai pendukung energi alternatif karena nanoteknologi bukan menciptakan sumber daya untuk menghasilkan energi tanpa adanya penggunaan Sumber Daya Alam, akan tetapi menerapkan teknologi untuk mendukung penggunaan Sumber Daya Alam yang dapat diperbaharui, dalam menciptakan energi alternatif.

Nanoteknologi yang berperan sebagai pendukung energi alternatif ialah Titanium oksida nanotube. Titanium oksida nanotube ialah alat dengan serat yang mempunyai diameter dengan skala nanometer, sangat kuat, bersifat konduktor, berbentuk pejal atau beronggar.         

Nanotube yang tersusun secara vertikal ini,hampir meyerupai sarang lebah kosong. Padabagian atas nanotube, terdapat membran tipis berukuran 25 sampai 100 sentimeter persegi yang tesusun dari tembaga dan titanium oksida. Tembaga dan titanium oksida bertindak sebagai katalis. Ketika sinar matahari mengenai tembaga oksida, karbon dioksida akan diubah menjadi karbon monoksida. Dan ketika sinar matahari mengenai titanium oksida, molekul air akan terpecah. Hidrogen dibebaskan dari air dan karbon dibebaskan dari CO2 kemudian direkombinasi untuk menghasilkan metana yang dapat terbakar, dan sisa atom oksigen kemudian berpasangan untuk menghasikan O2 yang dapat digunakan untuk pernapasan. Penambahan cahaya matahari dan CO2 yang lebih banyak, dapat menghasilkan metana yang lebih banyak pula. Diperkirakan, cahaya yang dikumpulkan dalam setiap 100 meter persegi dalam setiap membran, dapat menghasilkan lebih dari 500 liter metana pada hari yang cerah.        

Nanoteknologi dapat dikatakan ramah lingkungan karena dengan nanoteknologi sebuah produk dapat dibuat dengan bahan yang sedikit, tetapi berkualitas.
Selain itu nanoteknologi dapat mengurangi polusi karena :
Dengan penguasaan nanoteknologi akan mengurangi penggunaan bahan bakar di bidang transportasi. Dapat mengurangi gas buang dan limbah. Nanofilter akan mampu menyaring debu, gas dan partikel di bawah orde satu mikron. Nanoteknologi memungkinan pembuatan barang dengan bahan yang sedikit dengan kualitas yang baik. Dengan nanoteknologi akan ditemukan solar sel yang bisa mengurangi sumber energi senyawa karbon. Nanoteknologi memungkinkan penemuan baterai dengan kapasitas tinggi dan bertahan lama.
Nanoteknologi akan memungkinkan penghematan energi karena jaringan listrik tidak lagi menggunakan tembaga sebagai konduktor listrik, tapi akan menggunakan konduktor dengan tingan resistensi nol. Nanoteknologi memungkinkan penggunaan hidrogen sebagai sumber energi baru.  

Jadi nanoteknolegi teknologi dalam memahami dan mengkontrol sesuatu pada dimensi 1-100 nm, dimana fenomena-fenomena unik tersebut dapat menghasilkan aplikasi baru. Nanoteknologi meliputi pencitraan, pemodelan, pengukuran, fabrikasi dan memanipulasi sesuatu pada skala nano. Nanoteknologi ialah solusi untuk mengatasi krisis energi di Indonesia, nanoteknologi yang berperan dalam hal ini ialah titanium oksida nanotube. Selain itu, nanoteknologi bersifat ramah lingkungan karena dapat mengurangi penggunaan bahan bakar, mengurangi produksi limbah dan dapat membuat barang dengan bahan yang sedikit dengan kualitas yang baik.

Beberapa bidang teknologi energi yang telah mendapat sentuhan nanoteknologi saat ini antara lain:

1. Photovoltaics: pendekatan nanoteknologi menghemat biaya operasi sampai 100 kali lebih murah daripada teknologi konvensional .
2. Reduksi fotokatalitik : dapat mereduksi CO₂  menjadi metanol.
3. Fotokonversi langsung (direct photoconversion) : dapat menghasilkan gas hidrogen dari air
4. Sel Bahan Bakar (fuel cells) : nanoteknologi dibidang  fuel cell menurunkan biaya 10-100 lipat teknologi konvensional.
5.  Batere dan kapasitor super (batteries and supercapacitors) :  memiliki kemampuan  10-100 kali lipat teknologi konvensional.
6. Penyimpan hidrogen (H₂ storage) : lebih ringan daripada teknologi konvensional.
7. Kabel daya (Power cables seperti superconductors atau quantum conductors) : dapat menghemat energi listrik secara signifikan.
8. Nanoelectronics: memberi dampak revolusioner pada  komputer, sensors and devices.
9. Robot berbasis nanoelectronics : memungkinkan konstruksi dan perwatan struktur sel surya di ruang angkasa dan perawatan reaktor nuklir.
10. Material super kuat dan ringan (Super-strong, light weight materials) : menurunkan bobot benda sehingga dapat menghemat biaya produksi dan meningkatkan efisiensi produk.
11. Proses termokimia terkatalisis (thermochemical processes with catalysts): untuk membangkitkan gas hidrogen dari air .
12. Lampu nanotech (nanotech lighting): untuk mengganti lampu-lampu incandescent dan fluorescent.
13. Pelapis nanomaterial (nanomaterials coatings): untuk penggunaan dalam pertambangan dan geotermal.

  

Nanoenergi

Nanoenergi merupakan cabang Kajian nanoteknologi dengan objek formal yaitu material yang bersifat nano dalam perspektif energi. Aplikasi dalam nanoenergi bermacam-macam beberapa contoh dari aplikasi tersebut yaitu :

·   Nano Energizer merupakan campuran oli mesin berteknologi nano yang mampu menyempurnakan kerja oli mesin dengan melapisi bagian-bagian mesin yang aus secara permanen, sehingga suara mesin menjadi lebih halus, kompresi meningkat, asap berkurang, hemat.

·  Nanogenerator adalah nama syang mamebuah alat penghasil listrik berbasis nanoteknologi. Menggunakan teknologi “nanowires” , nanogenerator mengubah gelombang ultrasonik, getaran dan bahkan diimpikan mampu mengubah gelombang air laut menjadi arus listrik.

·       Pohon nano yang mampu menghasilkan listrik.

·       Nanoenergy water system yang memiliki berbagai khasiat bagi kesehatan.

Daftar Pustaka :

Anonim. Nanoteknologi. “https://id.wikipedia.org/wiki/Nanoteknologi” (Diakses Jam 21.25 tanggal 31 Agustus 2018)

Akbar, Sulthoni. 2015. Aplikasi Nanoteknologi untuk Energi. “http://alumni-sdmiptek1.blogspot.com/2015/01/aplikasi-nanoteknologi-untuk-energi.html” (Diakses Jam 21.30 tanggal 31 Agustus 2018)

Wijaya, Karna. 2012. Nanoteknologi dan Energi “https://pse.ugm.ac.id/nanoteknologi-dan-energi/” (Diakses Jam 21.37 tanggal 31 Agustus 2018)

Setyono, Langgeng. 2012. Aplikasi Nanotechnology dalam Bidang Energi. “http://blog.ub.ac.id/langgeng/2012/05/19/aplikasi-nanotechnology-dalam-bidang-energi/” (Diakses Jam 21.39 tanggal 31 Agustus 2018)

Wijanarko. 2012. Nanosains dan Nanoteknologi Dalam Pembangunan Energi di Indonesia (Sebagai Pendukung Energi Alternatif Yang Ramah Lingkungan) “http://ollakoko.blogspot.com/2012/01/abstract-indonesia-is-country-rich-in.html” (Diakses Jam 21.42 tanggal 31 Agustus 2018)