Bukan Sulap: Nanoteknologi Panel Surya yang Dapat Membersihkan Diri Sendiri

Gambar Permukaan Panel Surya

Sumber gambar : https://pixabay.com/id/photos/energi-matahari-panel-surya-862602/

Perkembangan teknologi masa kini melahirkan inovasi-inovasi yang bermanfaat, salah satunya adalah self-cleaning panel surya. Panel surya merupakan teknologi yang mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik sehingga tidak bisa terhindar dari adanya gangguan angin, debu, dan bakteri. Hal ini membuat panel surya harus dibersihkan secara rutin. Teknologi self-cleaning ini menjadi solusi bagi perawatan panel surya karena dapat memudahkan dalam membersihkan permukaan panel surya. Perlu diketahui, bahwa bahan dari teknologi ini terbuat dari teknologi nano yang tentunya dapat menjamin teknologi di masa depan.

Self-Cleaning Panel Surya

Self-cleaning panel surya merupakan suatu teknologi berbahan nano yang terbuat dari nanopartikel yang dapat membersihkan permukaan panel surya dengan sendirinya. Pada umumnya, nanopartikel yang digunakan berupa komposit titanium oksida (TiO2) atau zink oksida (ZnO) yang dioleskan di atas permukaan bahan sehingga dapat terlapisi dan terlindungi. Ukuran nanopartikel yang sangat kecil, biasanya 1-100 nanometer memungkinkan nanopartikel bersifat resisten terhadap noda, debu, bakteri, dan air.

Sifat dari titanium oksida sendiri adalah superhidrofobik dan fotokatalitik. Fotokatalitik adalah katalis untuk mempercepat reaksi kimia dengan bantuan partikel foton atau cahaya matahari. Cara kerja fotokatalitik TiO2 pada pelapisan panel surya adalah disaat permukaan terkena cahaya matahari yang cukup, seperti sinar UV, maka elektron dalam fotokatalis akan tereksitasi dari pita valensi yang rendah (valence bands) menuju ke pita konduksi yang tinggi (conduction bands) membentuk ion negatif. Pada akhirnya, ion negatif ini berada pada posisi conduction bands, sementara pada posisis valence bands terisi ion positif hidrogen (H+). Ion negatif akan bereaksi dengan oksigen (O2) yang ada pada lingkungan membentuk superoksida anion atau radikal superoksida (O2-) dengan sifat oksidatif kuat. Sementara ion poitif hidrogen (H+) akan bereaksi dengan air (H2O) membentuk radikal hidroksil (OH) dengan sifat oksidatif yang kuat pula. Dengan keduanya memiliki sifat oksidatif yang kuat, maka radikal superokdisa dan radikal hidroksil dapat mengoksidasi atau menguraikan senyawa organik menjadi molekul-molekul kecil. Sebagai contoh, noda, debu, dan minyak dipecah menjadi air, karbon dioksida, dan asam mineral. Tentunya proses ini membantu menjaga kebersihan permukaan panel surya dan memfasilitasi penghilangan noda. Selain sifat fotokatalik tadi, TiO2 juga memiliki sifat superhidrofobik. Superhidrofobik merupakan sifat dari lapisan permukaan yang menolak air sehingga bahan yang dilapisi dapat terhindar dari air. Air yang mengenai permukaan panel surya akan membentuk tetesan dengan sudut kontak 150° dan mengalir ke bawah dengan mudah, membawa kotoran maupun debu yang menempel pada permukaan panel surya.

Hambatan dan Implementasi Masa Depan

Self-cleaning panel surya yang berbahan dasar nanomaterial berupa titanium oksida (TiO2) atau zink oksida (ZnO) menawarkan begitu banyak manfaat dalam bidang teknologi pembersih. Teknologi ini memiliki beberapa manfaat, diantaranya memudahkan manusia dalam membersihkan permukaan panel surya tanpa harus menyentuhnya, meminimalisir kecelakaan kerja saat pembersihan, memberikan perlindungan tambahan yang dapat memperpanjang durabilitas panel surya, dan teknologi yang ramah lingkungan. Selain terdapat banyak keuntungan, tentunya juga terdapat kekurangan. Salah satunya adalah biaya produksi yang tinggi dan harus mempertimbangkan aspek keamanan terkait penggunaan nanomaterial.

Meskipun demikian, teknologi self-cleaning ini memiliki masa depan yang cerah. Sebagai teknologi yang berbahan nanomaterial, permintaan akan solusi yang lebih praktis akan terus meningkat. Tentunya dengan seiring berkembangnya teknologi, kita berharap melihat begitu banyak inovasi yang menggabungkan nanoteknologi dan pemanfaatan lingkungan sehingga menjadi lebih praktis. Self-cleaning panel surya adalah salah satu contoh dari bagaimana nanoteknologi yang memberikan kemudahan bagi kehidupan sekitar.