Perdana, Ilmuwan Temukan Film Panel Surya Berbahan Bawang Merah
Ekstrak kulit bawang merah bahkan berhasil mengungguli film berbahan plastik komersial.
MOSAIC-INDONESIA.COM, Para ilmuwan dari Universitas Turku, Finlandia, berhasil menemukan film pelindung ultraviolet berbahan organik untuk sinar matahari yang bisa digunakan untuk kebutuhan produksi panel surya. Di balik tipisnya kulit bawang merah, para peneliti menemukan jika bahan tersebut tak hanya mampu mencegah hampir semua sinar ultraviolet yang berbahaya tetapi juga mampu mengungguli panel film plastik komersial.
Kulit bawang merah tersebut dijadikan ekstrak air sebagai bahan pengolah film nanoselulosa. “Film nanoselulosa yang diolah dengan pewarna bawang merah merupakan pilihan yang menjanjikan ketika bahan pelindung harus berbasis bio,” kata Rustem Nizamov, seorang peneliti doktoral di Universitas Turku seperti dilansir dari zmescience.com.
Dapat terurai secara hayati
Sel surya mengubah cahaya menjadi listrik. Meski demikian, sinar matahari sama yang memberi daya pada sel surya juga dapat merusak komponen-komponennya yang halus—terutama elektrolit di dalam sel surya peka pewarna (DSSC), jenis yang dikenal karena fleksibilitas dan kinerja cahaya rendahnya. Untuk mengurangi ini, produsen biasanya membungkus sel surya dengan film pelindung UV yang terbuat dari plastik berbasis minyak bumi seperti polietilen tereftalat (PET). Meski demikian, plastik ini terdegradasi seiring waktu dan sulit didaur ulang.
Para peneliti kemudian mencari alternatif yang lebih ramah lingkungan sehingga beralih ke nanoselulosa, material terbarukan yang berasal dari bubur kayu. Nanoselulosa dapat diproses menjadi film tipis dan transparan yang berfungsi sebagai substrat sempurna untuk senyawa penghambat Ultraviolet.
Terobosan mereka terjadi ketika mereka mewarnai film-film ini menggunakan ekstrak dari kulit bawang merah, limbah dapur yang umum. Hasilnya adalah filter yang memblokir 99,9% radiasi UV hingga 400 nanometer. Sebagai perbandingan, prestasi tersebut bahkan melampaui filter komersial berbasis PET.
Di dalam sel surya, upaya menjaga cahaya tampak dan inframerah dekat sangat penting. Hal tersebut merupakan bagian spektrum yang menghasilkan listrik. Di sini, filter tersebut diolah dengan ekstrak air dari kulit bawang merah unggul. Filter tersebut membiarkan lebih dari 80% cahaya dalam rentang 650–1.100 nm—titik ideal untuk penyerapan energi.
Berapa lama material ini dapat bertahan?
Peneliti melakukan pengujian ketat pada filter mereka: 1.000 jam paparan sinar matahari buatan, yang setara dengan sekitar satu tahun penggunaan di luar ruangan di Eropa tengah. Mereka menerapkan filter tersebut pada DSSC dan memantau degradasi baik film maupun sel surya di bawahnya. Hilangnya warna, khususnya penguningan atau "pemutihan" elektrolit, menandakan degradasi kimia inti sel surya.
“Studi ini menekankan pentingnya pengujian jangka panjang untuk filter UV, karena perlindungan UV dan transmisi cahaya dari filter berbasis bio lainnya berubah secara signifikan dari waktu ke waktu,” jelas Nizamov. “Misalnya, film yang diberi perlakuan ion besi memiliki transmisi awal yang baik yang berkurang setelah penuaan.”
Film CNF-ROE—singkatan dari serat nano selulosa dengan ekstrak bawang merah—bertahan dengan sangat baik. Filter ini hanya menunjukkan sedikit perubahan warna dan mempertahankan warna kuning elektrolit jauh lebih baik daripada filter lainnya. Pemodelan berdasarkan tren degradasi awal bahkan menunjukkan bahwa filter CNF-ROE dapat memperpanjang umur sel surya hingga sekitar 8.500 jam. Sementara filter berbasis PET hanya mampu sekitar 1.500 jam.
Tenaga surya berbumbu bawang
Para peneliti menguji tiga filter berbasis bio lainnya: satu mengandung ion besi, dan yang lainnya menggunakan nanopartikel lignin—produk sampingan industri dari pembuatan kertas. Meskipun keduanya menunjukkan potensi dalam uji awal, keduanya terdegradasi lebih cepat di bawah sinar UV. Secara khusus, film yang diolah dengan besi (TOCNF-Fe³⁺) menunjukkan pemblokiran UV yang cukup baik pada awalnya, tetapi transmisi dan integritas strukturnya menurun secara signifikan seiring waktu.
Sebaliknya, ekstrak bawang merah menawarkan kombinasi langka antara umur panjang, transparansi, dan keberlanjutan. Hal tersebut, sebagian terjadi karena antosianin, molekul pigmen yang memberi bawang merah warna merah tua. Senyawa ini dikenal menyerap radiasi UV. Meski demikian, kulit bawang merah juga mengandung glikosida flavonol dan asam fenolik, yang dapat memberikan stabilitas tambahan.
Tim tersebut membayangkan sel surya yang dapat terurai secara hayati untuk kemasan pintar, sensor jarak jauh, atau perangkat yang dapat dikenakan—terutama dalam aplikasi di mana pemulihan dan daur ulang tidak memungkinkan.
Pekerjaan mereka merupakan bagian dari proyek BioEST, yang didanai oleh Dewan Riset Finlandia, yang mendukung inovasi berkelanjutan di bidang elektronik dan ilmu material.
Pencapaian ini memanfaatkan gerakan yang lebih luas untuk mendekarbonisasi setiap langkah produksi energi surya. Kemasan plastik adalah salah satu sumber emisi yang sering diabaikan dalam teknologi bersih. Mengganti plastik berbasis fosil dengan alternatif yang dapat terurai secara hayati membantu menutup siklus tersebut.
Lihat postingan ini di Instagram
