Panas tubuh adalah bentuk energi alami yang dihasilkan oleh aktivitas metabolisme dalam tubuh manusia. Setiap detak jantung, setiap napas, dan bahkan proses pencernaan menghasilkan panas yang biasanya dilepaskan ke lingkungan. Namun, di balik hal yang tampak sederhana ini, para ilmuwan mulai melihat potensi besar panas tubuh sebagai sumber energi terbarukan yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi teknologi.
Bayangkan jika panas tubuh Anda, yang selama ini tidak dimanfaatkan, bisa digunakan untuk menghidupkan perangkat elektronik seperti jam tangan pintar, monitor kesehatan, atau bahkan ponsel. Teknologi ini tidak hanya memungkinkan perangkat menjadi lebih efisien tetapi juga mengurangi ketergantungan pada baterai konvensional yang mencemari lingkungan.
Para peneliti telah berhasil mengembangkan teknologi pengganti baterai berupa lapisan film tipis yang fleksibel. Lapisan ini dirancang untuk menyimpan energi yang dihasilkan dari panas tubuh manusia. Salah satu anggota tim, Profesor Zhi-Gang Chen dari Queensland University of Technology, menjelaskan bahwa penelitian mereka merupakan langkah revolusioner dalam menciptakan teknologi termoelektrik fleksibel, yang dapat mengubah panas tubuh menjadi sumber daya listrik.
Teknologi ini memungkinkan panas tubuh manusia, sebagai salah satu bentuk energi berkelanjutan, dimanfaatkan untuk menghidupkan perangkat elektronik. Dengan mengintegrasikan lapisan film termoelektrik ke dalam desain perangkat yang dapat dikenakan, pengguna dapat memperoleh sumber daya langsung dari tubuh mereka sendiri.
“Perangkat termoelektrik fleksibel ini dapat dipasang dengan nyaman pada kulit, memanfaatkan perbedaan suhu antara tubuh manusia dan udara di sekitarnya untuk menghasilkan listrik,” kata Profesor Chen, seperti yang diungkapkan melalui laman resmi Queensland University of Technology. Teknologi ini membuka peluang besar untuk mengurangi ketergantungan pada baterai tradisional, sekaligus menawarkan solusi ramah lingkungan untuk kebutuhan energi sehari-hari.
Bisa Juga untuk Mendinginkan Chip Elektronik
Selain sebagai sumber energi, teknologi lapisan film termoelektrik ini juga memiliki potensi untuk mendinginkan chip elektronik, seperti yang ditemukan dalam perangkat seperti smartphone dan laptop. Berkat desainnya yang sangat tipis dan fleksibel, lapisan ini dapat disisipkan langsung ke dalam perangkat untuk membantu mengurangi suhu chip elektronik. Proses ini memungkinkan perangkat elektronik bekerja lebih efisien dengan mencegah overheating yang dapat merusak komponen.
Menurut Profesor Zhi-Gang Chen, aplikasi teknologi ini tidak terbatas pada penyimpanan energi saja. “Film ini dapat digunakan untuk manajemen suhu pribadi, seperti memanfaatkan panas tubuh untuk mengoperasikan sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara yang dirancang agar dapat dikenakan langsung di tubuh,” jelasnya.
Kemampuan multifungsi ini menjadikan teknologi termoelektrik fleksibel sebagai terobosan penting, tidak hanya dalam pengembangan sumber daya berkelanjutan, tetapi juga dalam meningkatkan efisiensi dan kenyamanan berbagai perangkat teknologi yang kita gunakan sehari-hari.
Penghematan Biaya
Profesor Chen mengungkapkan bahwa sebelumnya telah ada upaya untuk mengembangkan teknologi bertenaga panas tubuh. Namun, upaya tersebut terkendala oleh beberapa masalah, seperti bahan yang kurang fleksibel, proses produksi yang rumit, kinerja yang rendah, dan biaya yang sangat tinggi. Faktor-faktor ini membuat inovasi tersebut sulit dikomersialisasikan.
Untuk mengatasi kendala ini, Chen dan timnya memfokuskan penelitian pada material termoelektrik berbasis “bismut telurida.” Material ini adalah jenis semikonduktor yang dikenal sebagai bahan termoelektrik unggul karena kemampuannya dalam mengubah panas menjadi listrik. Bismut telurida sangat cocok untuk diaplikasikan pada perangkat elektronik berdaya rendah, seperti monitor detak jantung, monitor suhu, dan alat pemantau gerakan.
Proses Produksi yang Hemat Biaya dan Efisien
Para peneliti berhasil menciptakan lapisan film termoelektrik berbahan bismut telurida yang fleksibel dan efisien, diproduksi dalam bentuk lembaran seukuran kertas A4. Proses ini menggunakan teknik sintesis solvotermal, yang melibatkan pembentukan nanokristal di bawah suhu dan tekanan tinggi. Hasilnya adalah film yang lebih hemat biaya dengan performa tinggi.
Setelah kristal kecil atau “pengikat nano” terbentuk, langkah berikutnya adalah menggunakan metode sablon untuk memproduksi film dalam skala besar. Tahap terakhir adalah proses sintering (frittage), di mana film dipanaskan mendekati titik lelehnya tanpa benar-benar meleleh. Proses ini memungkinkan partikel-partikel di dalam film saling terikat dengan kuat, menciptakan struktur yang solid dan efisien.
Dengan metode ini, teknologi termoelektrik berbasis bismut telurida menjadi lebih terjangkau, fleksibel, dan siap diaplikasikan secara luas dalam perangkat elektronik sehari-hari. Hal ini membuka peluang baru untuk mengubah panas tubuh menjadi sumber daya berkelanjutan yang praktis dan dapat diakses.
Penerapan pada Bahan Lain

Wenyi Chen, salah satu peneliti utama dalam pengembangan teknologi termoelektrik fleksibel, menjelaskan bahwa teknik yang mereka kembangkan tidak terbatas pada bahan bismut telurida saja. Metode ini juga dapat diterapkan pada bahan lain, seperti termoelektrik berbasis perak selenida. Bahan ini menawarkan keunggulan berupa biaya yang lebih rendah dan keberlanjutan yang lebih baik dibandingkan material termoelektrik tradisional.
“Fleksibilitas material ini membuka peluang besar untuk memperluas penerapan teknologi termoelektrik fleksibel,” ujar Chen. Artinya, teknologi ini tidak hanya terbatas pada perangkat elektronik yang dapat dikenakan, tetapi juga dapat diintegrasikan ke berbagai sistem lain yang membutuhkan solusi efisien dan hemat energi.
Penelitian ini telah diakui oleh komunitas ilmiah internasional dan dipublikasikan dalam jurnal Science pada Kamis, 12 Desember 2024. Publikasi ini menyoroti potensi besar teknologi termoelektrik fleksibel untuk menjadi solusi masa depan dalam memanfaatkan sumber energi berkelanjutan seperti panas tubuh.
Dengan aplikasi yang luas, mulai dari perangkat medis hingga sistem pendingin pintar, temuan ini diyakini dapat mendorong inovasi teknologi dan mengurangi ketergantungan pada sumber energi konvensional. Hal ini menandai langkah penting menuju masa depan yang lebih hijau dan berkelanjutan.
REFERENSI:
Chen, Zhi-Gang dkk. 2024. Advancing flexible thermoelectrics for integrated electronics. Chemical Society Reviews 53, 9254-9305 https://doi.org/10.1039/D4CS00361F
Newby, Samantha dkk. 2024. Wearable, Knitted 3D Spacer Thermoelectric Generator with Detachable pn Junctions for Body Heat Energy Harvesting. Sensors (Basel, Switzerland) 24 (16), 5140.