Para peneliti telah merancang dan menguji sistem pemulihan panas buangan yang dipasang pada knalpot mobil. Sistem ini mengubah panas dari gas buang menjadi energi.

Sebagian besar bahan bakar pada mobil berbahan bakar bensin terbuang sebagai panas, tetapi studi terbaru mengungkap cara untuk mengonversi energi yang hilang ini menjadi listrik.

Para peneliti telah mengembangkan generator termoelektrik yang menangkap panas dari gas buang dan mengubahnya menjadi daya yang dapat digunakan. Berbeda dengan sistem sebelumnya yang berat dan membutuhkan pendinginan tambahan, desain baru ini lebih ringan, lebih efisien, dan bekerja dengan baik di lingkungan berkecepatan tinggi.

---

Energi yang Terbuang pada Mesin Pembakaran

Mesin pembakaran pada mobil berbahan bakar bensin hanya memanfaatkan sekitar 25% dari total energi bahan bakar untuk menggerakkan kendaraan, sementara sisanya—sekitar 75%—hilang dalam bentuk panas. Studi baru yang diterbitkan dalam jurnal ACS Applied Materials & Interfaces mengeksplorasi cara memanfaatkan panas buangan ini untuk menghasilkan listrik.

Para peneliti telah mengembangkan prototipe generator termoelektrik yang dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mengurangi emisi karbon dioksida, memberikan kontribusi terhadap energi berkelanjutan.

---

Mengubah Panas Buangan Menjadi Listrik

Pembuangan energi mobil dalam bentuk panas tidak hanya mengurangi efisiensi bahan bakar tetapi juga meningkatkan emisi gas rumah kaca. Oleh karena itu, diperlukan sistem pemulihan panas yang lebih baik.

Sistem termoelektrik memanfaatkan bahan semikonduktor untuk menghasilkan listrik dari perbedaan suhu. Namun, sebagian besar desain mobil yang ada saat ini memiliki kelemahan, seperti ukuran yang besar, kompleksitas tinggi, serta membutuhkan pendinginan tambahan agar tetap efektif.

Kini, tim peneliti yang dipimpin oleh Wenjie Li dan Bed Poudel telah mengembangkan generator termoelektrik yang lebih ringkas. Sistem ini mampu menangkap dan mengonversi panas buangan dari kendaraan berkecepatan tinggi, termasuk mobil, helikopter, dan kendaraan udara tak berawak (UAV), menjadi energi yang dapat digunakan.

---

Desain Inovatif Generator Termoelektrik

Generator termoelektrik baru ini menggunakan semikonduktor berbahan bismuth-telluride dan dilengkapi dengan penukar panas, mirip dengan yang digunakan dalam sistem pendingin udara, untuk menangkap panas dari gas buang kendaraan. Selain itu, sistem ini juga mencakup komponen yang disebut heatsink, yang berfungsi untuk mengatur suhu dan meningkatkan perbedaan suhu yang berperan dalam produksi listrik.

Prototipe yang diuji mampu menghasilkan daya hingga 40 watt—cukup untuk menyalakan satu bola lampu. Yang lebih menarik, hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi aliran udara tinggi, seperti yang terjadi di dalam pipa knalpot, dapat meningkatkan efisiensi sistem ini dan meningkatkan daya listrik yang dihasilkan.

Artikel Lainnya : Transformasi digital AI 2025

---

Simulasi Kecepatan Tinggi dan Potensi Masa Depan

Dalam simulasi yang meniru lingkungan berkecepatan tinggi, sistem pemulihan panas ini menunjukkan fleksibilitas yang luar biasa. Sistem ini mampu menghasilkan daya hingga 56 watt dalam kondisi kecepatan gas buang seperti mobil dan hingga 146 watt dalam kondisi gas buang seperti helikopter. Ini setara dengan daya yang dihasilkan oleh lima hingga dua belas baterai lithium-ion 18650.

Para peneliti percaya bahwa sistem ini dapat langsung diintegrasikan dengan knalpot kendaraan tanpa memerlukan sistem pendingin tambahan. Seiring meningkatnya permintaan akan solusi energi bersih, penelitian ini membuka jalan bagi penerapan perangkat termoelektrik dalam kendaraan berkecepatan tinggi.

---

Kontribusi terhadap Energi Berkelanjutan

Studi ini merupakan langkah maju dalam pemanfaatan energi yang selama ini terbuang sia-sia. Dengan memanfaatkan panas buangan untuk menghasilkan listrik, kendaraan dapat mengurangi konsumsi bahan bakar sekaligus menekan emisi karbon dioksida.

Jika dikembangkan lebih lanjut, teknologi ini berpotensi menjadi solusi untuk meningkatkan efisiensi energi dalam transportasi dan industri. Dengan pendekatan yang lebih efisien, ringan, dan tidak memerlukan pendinginan tambahan, sistem ini bisa menjadi bagian penting dalam peralihan menuju energi yang lebih ramah lingkungan.

---

Referensi

Studi ini diterbitkan dalam jurnal ACS Applied Materials & Interfaces dengan judul “Thermoelectric Energy Harvesting for Exhaust Waste Heat Recovery: A System Design” oleh Rabeya Bosry Smriti, Wenjie Li, Amin Nozariasbmarz, Subrata Ghosh, Na Liu, Christopher D. Rahn, Mohan Sanghadasa, Shashank Priya, dan Bed Poudel pada 7 Januari 2025.

Para penulis juga mengakui dukungan dana dari Army Rapid Innovation Fund Program, National Science Foundation Industry-University Cooperative Research Centers Program melalui Center for Energy Harvesting Materials and Systems, serta Office of Naval Research.

Baca Juga : Instabook