Artikel - Penemuan Pelanggaran Hukum Kirchhoff Buka Jalan untuk Energi Lebih Efisien

State College, Amerika Serikat - Para peneliti di Penn State menemukan bahwa sebuah material baru dapat melanggar hukum Kirchhoff yang sudah berlaku selama 165 tahun. Hukum ini mengatakan bahwa kemampuan suatu material untuk menyerap energi harus sama dengan kemampuannya untuk memancarkan energi itu. Temuan baru ini menunjukkan adanya perbedaan besar antara penyerapan dan pemancaran energi dalam satu material.

Material ini terbuat dari lapisan tipis yang terdiri dari lima jenis semikonduktor yang berbeda. Lapisan ini sangat tipis, hanya sekitar dua mikrometer. Dengan desain ini, material dapat menyerap dan memancarkan energi termal di beberapa panjang gelombang dalam pita inframerah yang cukup luas sekitar 10 mikrometer, yang membuatnya unik.

Para peneliti mengukur perbedaan kemampuan menyerap dan memancarkan energi yang cukup besar, yakni 0,43. Dalam sistem biasa yang mengikuti hukum Kirchhoff, angka ini akan nol karena Kedua kemampuan tersebut harus sama. Hasil ini membuka kemungkinan penggunaan material non-reciprocal untuk keperluan teknologi energi.

Salah satu manfaat pentingnya adalah dalam teknologi sel surya. Pada sel surya standar, energi yang diserap juga harus dipancarkan kembali ke matahari, yang berarti ada energi yang terbuang. Dengan material baru ini, emisi energi bisa diarahkan ke tempat lain, misalnya ke sel surya lain, sehingga bisa meningkatkan efisiensi pengumpulan energi secara keseluruhan.

Penelitian ini menggunakan alat pengukur canggih yang bisa mengamati emisi energi di bawah pengaruh medan magnet besar untuk mendapatkan efek non-reciprocal ini. Tim peneliti berencana untuk terus mengembangkan penelitian ini dengan mencari material lain yang dapat menunjukkan efek serupa, demi aplikasi yang lebih luas.

Sumber: https://interestingengineering.com/energy/us-scientists-shatter-key-physics-law

Pertanyaan Terkait

Apa yang dilaporkan oleh tim riset di Penn State?

Tim riset di Penn State melaporkan pelanggaran signifikan terhadap hukum Kirchhoff dalam radiasi termal.

Apa itu hukum Kirchhoff dan mengapa penting?

Hukum Kirchhoff menyatakan bahwa kemampuan suatu material untuk menyerap energi pada panjang gelombang dan sudut tertentu sama dengan kemampuannya untuk memancarkan energi pada panjang gelombang dan sudut yang sama, dan ini penting dalam fisika termal.

Apa yang dimaksud dengan non-reciprocity dalam konteks penelitian ini?

Non-reciprocity dalam konteks penelitian ini berarti bahwa material menunjukkan perbedaan antara kemampuan menyerap dan memancarkan radiasi termal.

Apa potensi aplikasi dari material yang ditemukan?

Potensi aplikasi dari material ini termasuk peningkatan efisiensi dalam pengumpulan energi, transfer panas, dan deteksi inframerah.

Bagaimana tim riset mengukur emisi termal dari material tersebut?

Tim riset mengukur emisi termal menggunakan spektrofotometer emisi termal magnetik yang telah dirancang khusus.

Penemuan Pelanggaran Hukum Kirchhoff Buka Jalan untuk Energi Lebih Efisien

Menunjukkan terobosan pelanggaran hukum Kirchhoff dalam radiasi termal yang memungkinkan pengembangan material non-reciprocal dengan aplikasi peningkatan efisiensi energi dan teknologi termal.

Pertanyaan Terkait

Artikel Serupa

Mengungkap Rahasia Aliran Panas di Skala Atom untuk Perangkat Lebih Efisien

Penemuan Cara Nanotube Karbon Memancarkan Cahaya Lebih Energi Tanpa Cacat

Peningkatan daya 35%: Teknologi sel surya baru mencapai output listrik yang signifikan.

Ilmuwan AS menciptakan perangkat yang melanggar hukum fisika untuk mengubah limbah panas menjadi listrik.

Teknologi transparan memanen energi dari gelombang radio dan sinar matahari untuk perangkat yang dapat mengisi daya sendiri.

Suhu tubuh diubah menjadi listrik dengan film baru untuk memberi daya pada perangkat wearable generasi berikutnya.