BRIN Kembangkan Ferrofluida untuk Pemanfaatan Energi Getaran pada Sistem Pemanen Energi

BANDUNG – Ferrofluida semakin menarik perhatian sebagai material fungsional inovatif dalam mendukung berbagai aplikasi teknologi. Peneliti Ahli Utama Pusat Riset Elektronika Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Novrita Idayanti, bersama tim dari kelompok riset sensor dan aktuator, mengembangkan ferrofluida untuk digunakan dalam sistem pemanen energi electromagnetic vibration energy harvester (EVEH) yang mengkonversi getaran rendah menjadi energi listrik.

“Penggunaan ferrofluida pada EVEH menawarkan solusi efisien untuk mengkonversi energi getaran rendah menjadi energi listrik, khususnya bagi perangkat IoT dan sensor nirkabel yang membutuhkan sumber daya mandiri dengan daya kecil,” ucap Novrita dalam wawancara dengan tim Humas BRIN, Senin (24/2).

Novrita menjelaskan bahwa getaran dan gerak mekanik pada EVEH dapat dikumpulkan menggunakan efek piezoelektrik, elektromagnetik, elektrostatik, atau triboelektrik. Gaya elektromagnetik yang didasarkan pada hukum Faraday dapat digambarkan sebagai model peredam pegas massa dengan geometri tetap yang mengubah fluks magnetik dalam geometri terbatas, sehingga sumber vibrasinya sangat spesifik.

“Ferrofluida berfungsi juga sebagai penstabil gerak magnet induksi dan mengurangi gesekan magnet pada perangkat. Oleh karena itu, pengembangan sintesis dan optimasi sifat nanopartikel ferrofluida berbasis Fe3O4 menjadi kunci untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi perangkat pemanen energi ini,” jelas Novrita.

 

Uji Coba Perangkat EVEH dengan PT KAI

Penelitian yang dimulai sejak 2021 ini juga berkolaborasi dengan Institut Teknologi Bandung (ITB) dan akan melibatkan industri kereta api, PT Kereta Api Indonesia (PT KAI), untuk uji coba perangkat EVEH. Aplikasi EVEH pada stasiun kereta api dianggap sebagai penerapan yang berpotensi besar, karena dapat memanfaatkan getaran yang dihasilkan oleh pergerakan kereta. Getaran dari lalu lintas kereta ini dapat diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan EVEH. Sistem ini direncanakan untuk dipasang di sepanjang rel kereta, peron, atau area lain yang mengalami getaran signifikan.

“Saya berharap hasil penelitian ini ke depannya dapat diaplikasikan pada masyarakat dan industri yang membutuhkan,” ujar Novrita.

Ferrofluida: Material Unik dengan Banyak Aplikasi

Novrita juga menjelaskan bahwa ferrofluida adalah material unik yang terdiri dari partikel magnet berukuran nanopartikel (di bawah 10 nanometer) yang tersuspensi dalam cairan pembawa dan bersifat superparamagnetik. Tanpa medan magnet, ferrofluida tampak seperti cairan biasa, di mana partikel magnet bergerak bebas. Namun, ketika medan magnet hadir, partikel-partikel tersebut termagnetisasi dan membentuk struktur di dalam cairan, menyebabkan ferrofluida tampak seperti benda padat. Ketika medan magnet dilepas, partikel kembali terdemagnetisasi dan ferrofluida kembali bersifat cair.

Ferrofluida pertama kali dikembangkan oleh NASA pada tahun 1960-an dengan menggunakan bahan magnetit alami untuk menghidupkan kembali mesin di luar angkasa tanpa gravitasi. Sejak itu, berbagai penelitian mengenai ferrofluida telah membuka jalan bagi aplikasi pada perangkat elektronika, termasuk sensor, medical imaging, terapi medis, pengantaran obat, agen penyegel, pengeras suara, perpindahan panas, dan pada sistem pemanen energi seperti EVEH.

Partikel magnetik dalam ferrofluida biasanya berupa oksida besi, yang disintesis dalam larutan dan diendapkan sebagai partikel nano. Proses pembuatan ferrofluida ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti co-precipitation, hydrothermal, sonochemical, thermal decomposition, sol-gel, electrochemical, dan microwave-assisted synthesis.

Dengan potensi aplikasinya yang luas, ferrofluida diharapkan dapat memberikan solusi inovatif bagi teknologi yang lebih efisien dan ramah lingkungan.