Mengenal Teknologi Penyimpanan Energi Menggunakan Perubahan Phasa Material (Phase Change Material)

Peningkatan emisi gas rumah kaca yang semakin tinggi serta lonjakan harga bahan bakar adalah salah satu hal yang mendorong para ilmuwan dan engineer melakukan berbagai macam inovasi dalam upaya memanfaatkan berbagai sumber energi terbarukan dengan lebih efektif.

Di beberapa wilayah bagian dunia, radiasi matahari secara langsung dianggap sebagai salah satu sumber energi yang paling prospektif dan menjajikan karena ramah lingkungan dan tersedia dalam jumlah yang tidak terbatas. Salah satu opsi dalam upaya pemanfaatan energi terbarukan adalah pengembangan perangkat penyimpanan energi, yang sama pentingnya dengan mengembangkan sumber energi terbarukan. Penyimpanan energi tidak hanya mengurangi ketidaksesuaian antara pasokan dan permintaan, selain itu dapat pula meningkatkan kinerja dan keandalan sistem energi dan memainkan peran penting dalam pemanfaatan energi dengan lebih efektif.

Apa itu Phase Change Material (PCM) ?

Phase Change Material

Salah satu teknik penyimpanan energi yang paling prospektif yaitu penyimpanan energi termal. Teknik penyimpanan energi termal yaitu dengan cara memanfaatkan perubahan fasa dari suatu material atau dikenal dengan Phase Change Material (PCM).

Material perubahan fasa atau phase change material (PCM) adalah material yang mengubah karakteristik fisiknya saat menyerap atau melepaskan energi panas. Pemanfaatan perubahan fasa suatu material yang berupa perubahan fasa cair (liquid) dan padat (solid).

Ketika material padat dipanaskan pada suhu di atas titik lelehnya, maka material tersebut akan menyerap panas dan meleleh. Di lain sisi, ketika suatu cairan di dinginkan di bawah titik lelehnya, maka cairan tersebut akan memadat pada suhu yang konstan, misalnya air yang dimasukan ke dalam freezer hingga berubah fase menjadi padat (Es). Untuk selanjutnya jika ingin mencairkan atau memadatkan suatu bahan yang dapat berubah fasa maka perlu menyerap atau melepaskan sejumlah energi tertentu yang disebut "panas laten" atau "panas fusi".

Dengan kata lain, PCM adalah bahan atau material yang ketika material tersebut mengubah fase dari meleleh (melting) atau membeku (freeze), maka material tersebut akan menyerap atau melepaskan panas pada suhu yang hampir konstan, dan dengan melakukan ini dapat secara efektif digunakan untuk menyimpan panas atau dingin.

Suatu material berubah fasa (phase change material) mula-mula berada pada kondisi padat (solid). ketika panas ditransfer pada material tersebut (pada tahap ini berlaku panas sensible) hingga mencapai titik leleh (melting point) kemudian akan terjadi perubahan fasa dari padat menjadi cair (pada tahap ini berlaku panas laten). Setelah mencapai fase cair maka panas yang ditransfer akan tersimpan pada material tersebut (pada tahap ini berlaku panas sensible). Kemudian panas yang tersimpan tersebut dapat di transfer pada suatu objek hingga material penyimpan tersebut berubah fasa kembali menjadi padat (solid)

Panas yang terjadi selama proses pelelehan (melting) adalah panas latent (Latent Heat) yang mnyebabkan terjadinya perubahan fase dari pada ke cair maupun sebaliknya dalam kondisi temperatur yang konstan. Sedangkan sensible Heat merupakan panas yang menyebabkan perubahan temperatur tanpa disertai perubahan fase.

Jenis-Jenis Phase Change Material (PCM)

PCM Organik

PCM organik umumnya berupa alifatik atau beberapa organik lain. PCM organik mempunyai rentang suhu yang relatif rendah dan mempunyai rata-rata panas serta densitas yang rendah serta harga yang relatif lebih mahal. Sebagian besar PCM organik merupakan bahan yang mudah terbakar di alam. PCM organik dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu parafin dan non parafin.

PCM Anorganik

PCM Anorganik terbuat dari rekayasa larutan garam dan air dan disebut dengan Salt Hydrate. Komposisi kimia dari garam dalam campuran bervariasi sesuai dengan kebutuhan untuk mencapai temperatur tertentu pada proses perubahan fase. Salt hidrat atau garam hidrat tidak beracun, tidak mudah terbakar dan lebih ekonomis.

Referensi 1

Share :