Teknologi thermoelektrik, salah satu teknologi yang dikembangkan

Teknologi thermoelektrik adalah teknologi yang bekerja dengan mengkonversi energi panas menjadi listrik secara langsung (generator termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin (pendingin termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material termoelektrik cukup diletakkan sedemikian rupa dalam rangkaian yang menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian itu akan dihasilkan sejumlah listrik sesuai dengan jenis bahan yang dipakai.    

Gejala thermoelektrik adalah gejala yang bekerja dengan mengkonversi energi panas menjadi listrik secara langsung (generator termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin (pendingin termoelektrik).

Kesulitan terbesar dalam pengembangan energi ini adalah mencari material termoelektrik yang memiliki efisiensi konversi energi yang tinggi. Parameter material termoelektrik dilihat dari besar figure of merit suatu material. Idealnya, material termoelektrik memiliki konduktivitas listrik tinggi dan konduktivitas panas yang rendah. Namun kenyataannya sangat sulit mendapatkan material seperti ini, karena umumnya jika konduktivitas listrik suatu material tinggi, konduktivitas panasnya pun akan tinggi.

Sehingga teknologi material yang saat ini sedang berkembang pesat terutama kemampuan menyusun material dalam level nano diharapkan dapat menghasilkan suatu material termoelektrik dengan efisiensi yang tinggi.

Sejarah Teknologi Thermoelektrik

Tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck menemukan bahwa saat sebuah konduktor (seperi logam) diberi perlakuan panas secara gradien, maka akan menghasilkan tegangan listrik. Inilah yang disebut efek termoelektrik. Semua usaha untuk mengukur tegangan ini perlu melibatkan hubungan konduktor lain ke ujung benda panas. Konduktor tambahan ini kemudian juga akan mengalami gradiasi suhu dan penambahan tegangan secara berkebalikan dengan benda asli. Besar efek ini tergantung logam yang dipakai. Menggunakan logam yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan menghasilkan tegangan yang berbeda, meninggalkan perbedaan kecil tegangan memungkinkan kita melakukan pengukuran, yang bertambah sesuai temperatur. Perbedaan ini umumnya berkisar antara 1 hingga 70 microvolt tiap derajad celcius untuk kisaran yang dihasilkan kombinasi logam modern. Beberapa kombinasi menjadi populer sebagai standar industri, dilihat dari biaya, ketersediaanya, kemudahan, titik lebur, kemampuan kimia, stabilitas, dan hasil. Teknologi termoelektrik atau sering disebut termolistrik, merupakan sumber alternatif utama dalam menjawab kebutuhan energi tersebut. Di samping relatif lebih aman terhadap lingkunan, teknologi ini juga sangat efisien, tahan lama, dan mampu menghasilkan energi dalam skala besar dan kecil.    

Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.

Hal ini menarik untuk dipelajari karena pada hakikatnya sebagai mahasiswa calon pendidik harus mengetahui prinsip dasar perkembangan energi masa depan ini. Teknologi yang mengonversi energi panas menjadi listrik secara lansung (generator termolistrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin (pendingin termolistrik).

Pendingin termoelektrik merupakan solid state technology yang bisa menjadi alternatif teknologi pendingin selain sistim vapor compression yang masih memanfaatkan refrijeran. Dibandingkan dengan teknologi kompresi uap yang menggunakan refrijeran sebagai media penyerap kalor, teknologi pendingin termoelekrik relatif lebih ramah lingkungan, tahan lama dan bisa digunakan dalam skala besar dan kecil. Teknologi termoelektrik telah digunakan pada beberapa bidang aplkiasi seperti, peralatan militer, peralatan ruang angkasa, produk – produk industri yang memanfaatkan modul termoelektrik sebagai pendingin.