Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam upaya untuk meningkatkan efisiensi penyimpanan energi dari sumber terbarukan, material perubahan fase (PCM) telah muncul sebagai solusi yang menjanjikan. PCM mampu menyimpan dan melepaskan energi termal melalui transisi fase laten yang reversibel. Di antara berbagai jenis PCM, PCM organik menjadi pilihan menarik karena kapasitas penyimpanan panas laten yang tinggi dan keandalannya. Namun, tantangan utama yang dihadapi adalah ketidakstabilan bentuk, yang dapat mengurangi efektivitasnya dalam aplikasi praktis.
Sebuah pendekatan inovatif telah diusulkan untuk mengatasi masalah ini dengan memanfaatkan serat komposit yang stabil bentuk. Dalam penelitian ini, asam stearat diadsorpsi pada permukaan mikrofibril selulosa untuk menghasilkan serat komposit yang stabil. Metode ini tidak hanya sederhana tetapi juga efektif dalam menciptakan material yang dapat mempertahankan bentuknya selama siklus perubahan fase. Hasil pengamatan menggunakan mikroskop elektron dan konfokal menunjukkan bahwa komposit yang dihasilkan terdiri dari pita selulosa yang berukuran 10-15 μm, yang secara merata dilapisi dengan lapisan asam stearat.
Karakterisasi lebih lanjut menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) mengonfirmasi bahwa asam stearat terikat pada selulosa melalui adsorpsi fisik, tanpa memodifikasi permukaan serat selulosa. Hal ini menunjukkan bahwa interaksi antara asam stearat dan selulosa cukup kuat untuk mempertahankan stabilitas bentuk, sekaligus menjaga sifat termal yang diinginkan. Dengan menggunakan kalorimetri pemindaian diferensial (DSC), kapasitas penyimpanan panas laten komposit ini dapat disesuaikan antara 108-125 J g−1, tergantung pada kandungan massa asam stearat (60-70 wt%).
Salah satu temuan menarik dari penelitian ini adalah stabilitas komposit selama 20 siklus pencairan/pembekuan. Ini menunjukkan bahwa material ini tidak hanya efektif dalam menyimpan energi tetapi juga tahan lama, yang merupakan faktor penting dalam aplikasi penyimpanan energi jangka panjang. Selain itu, uji kebocoran menunjukkan bahwa penguncian asam stearat pada mikrofibril selulosa mencegah kebocoran selama transisi fase padat-cair pada suhu yang sebanding dengan titik leleh asam stearat. Ini adalah langkah penting untuk memastikan bahwa energi yang disimpan tidak hilang selama proses penggunaan.
Aplikasi praktis dari serat komposit ini juga sangat menjanjikan. Dalam penelitian ini, serat komposit diuji sebagai aditif termoregulasi pada campuran mortar semen yang tersedia secara komersial. Dengan menambahkan material ini, mortar dapat memiliki kemampuan untuk mengatur suhu, yang dapat meningkatkan kenyamanan dan efisiensi energi dalam bangunan. Ini adalah contoh nyata bagaimana inovasi dalam material dapat berkontribusi pada pembangunan yang lebih berkelanjutan dan efisien.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan potensi besar dari serat komposit selulosa yang stabil bentuk sebagai solusi penyimpanan energi yang efisien. Dengan mengatasi tantangan ketidakstabilan bentuk PCM organik, inovasi ini membuka jalan bagi pengembangan teknologi penyimpanan energi yang lebih baik. Keberhasilan dalam menciptakan material yang tidak hanya efisien tetapi juga ramah lingkungan adalah langkah penting menuju sistem energi yang lebih berkelanjutan.
Dengan demikian, penelitian ini tidak hanya memberikan kontribusi pada bidang teknik sistem termal dan energi terbarukan, tetapi juga menunjukkan bagaimana pendekatan inovatif dapat mengubah cara kita memanfaatkan sumber energi terbarukan. Ke depan, penelitian lebih lanjut dan pengembangan aplikasi praktis dari serat komposit ini akan sangat penting untuk mewujudkan potensi penuh dari teknologi penyimpanan energi dalam mendukung transisi menuju sistem energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.
