Bahan bangunan canggih di masa depan dibayangkan untuk mampu menyediakan fitur pintar multifungsi seperti self-powering dan self-sensing untuk pengoperasian aplikasi pemantauan kesehatan strukturnya.
Selain itu, bahan bangunan masa depan juga dapat memperoleh fungsi tambahan seperti sumber energi terbarukan, yang akan mengumpulkan dan menyimpan energi terbarukan yang berasal dari energi matahari dan angin.
Konsep penggunaan struktur bangunan sebagai sumber dan penyimpanan energi bisa jadi revolusioner, karena menawarkan solusi alternatif untuk mengatasi krisis energi dengan menyediakan penyimpanan energi dalam jumlah besar.
Sebuah tim peneliti di Chalmers University of Technology, Swiss, telah menemukan cara cerdas untuk menyimpan energi listrik dalam semen yang dapat mengubah seluruh bangunan menjadi baterai.
Hasilnya kelak bisa dimanfaatkan untuk mengurangi emisi karbon yang ditimbulkan oleh bangunan dan infrastruktur di masa depan. Pembangunan besar-besaran yang menggunakan beton di seluruh dunia membawa masalah emisi karbon yang sangat besar.
Menurut informasi dari International Energy Agency, bangunan dengan perlengkapannya (lampu, AC, rice cooker, kulkas, mesin cuci, dsb) merupakan salah satu konsumen energi terbesar di dunia. Secara global, seluruh bangunan ini menggunakan lebih dari sepertiga dari konsumsi energi dunia dan menyumbang 40 persen emisi karbon.
Baterai berbahan semen ini merupakan cara baru untuk membuat bangunan bisa secara mandiri di dalam penyediaan kebutuhan energi yang berkelanjutan.
Ia mampu menyimpan tenaga surya dalam jumlah besar di dinding dan atap bangunan dan di infrastruktur (jalan raya, jembatan, waduk, pelabuhan laut dan udara dsb). Energi listrik yang tersimpan ini dapat digunakan sebagai penerangan dan kebutuhan energi lainnya di malam hari.
“Bisa juga digabungkan dengan panel sel surya misalnya, untuk menyediakan listrik dan menjadi sumber energi untuk sistem pemantauan di jalan raya atau jembatan. Dengan sensor yang dioperasikan dengan baterai beton ini maka ia dapat senantiasa mendeteksi keretakan atau korosi pada jalan dan jembatan” kata Emma Zhang, salah satu anggota tim peneliti.
Zhang dan rekannya Luping Tang memulai pembikinan baterai baru tersebut dengan campuran berbahan dasar semen yang ditambahi dengan serat karbon yang membuat material itu kuat dan konduktif.
Kemudian mereka menyematkan elektroda ke dalam bahan semen tersebut: satu elektroda berbahan serat karbon berlapis besi sebagai anodanya dan satu elektroda lagi berbahan serat karbon berlapis nikel sebagai katodanya.
Sebelumnya tim peneliti pernah pula mencoba membuat baterai semen seperti ini tetapi perangkat tersebut hanya mampu menyimpan energi sekitar seper sepuluhnya saja.
Energi yang dihasilkan per satuan volume memang masih belum tinggi dibandingkan dengan baterai isi ulang komersial. Tetapi volume yang sangat besar dari struktur bangunan gedung, jembatan, dan infrastruktur lain yang akan dijadikan baterai niscaya akan mampu menutupi keterbatasan itu.
Selain itu, bateri baru ini tidak menggunakan bahan yang beracun dan mahal, serta tidak memiliki rantai pasokan yang berisiko dan tidak menimbulkan masalah etika penambangan. Semua faktor ini bisa mempunyai potensi akan mengganggu pengadaan baterai populer saat ini.
Hasil penelitian ini telah diterbitkan di jurnal Buildings dengan judul makalahnya Rechargeable Concrete Battery.
Referensi:
https://www.anthropocenemagazine.org/2021/05/74784/
A Simple Notebook 