Kombinasi panas dan elektronik mungkin tidak tampak umum dalam kehidupan sehari-hari kita, tetapi pada kenyataannya, efek termoelektrik memungkinkan terjadinya konversi yang menakjubkan di antara keduanya. Efek termoelektrik adalah proses konversi langsung antara perbedaan suhu dan tegangan, dan memiliki potensi aplikasi yang besar melalui teknologi termokopel. Teknologi ini tidak hanya dapat menghasilkan listrik, tetapi juga dapat digunakan untuk mengukur suhu dan bahkan menyediakan fungsi pemanasan atau pendinginan untuk objek.
Efek termoelektrik dapat dibagi menjadi tiga efek independen: efek Seebeck, efek Peltier, dan efek Thomson, yang menjadikan perbedaan termal sebagai cara konversi energi yang ampuh.
Efek termoelektrik bekerja berdasarkan prinsip perbedaan suhu. Ketika satu sisi lebih panas daripada sisi lainnya, partikel bermuatan di dalam material—baik lubang bermuatan positif atau elektron bermuatan negatif—bergerak ke sisi yang lebih dingin karena peningkatan energi termal. Pergerakan ini menghasilkan tegangan listrik, yang dikenal sebagai efek Seebeck.
Penemuan efek Seebeck dimulai pada tahun 1794 dan kini menjadi salah satu konsep inti teknologi termoelektrik.
Efek Seebeck mengacu pada gaya gerak listrik yang dihasilkan antara dua logam yang tidak sama karena perbedaan suhu. Efek ini menjadi dasar kerja termokopel, yang dapat mengukur perubahan tegangan listrik ini dan menyimpulkan perbedaan suhu darinya.
Pengamatan Seebeck menunjukkan bahwa perbedaan suhu dapat menggerakkan arus listrik, sehingga menghasilkan listrik, sebuah fenomena yang masih banyak digunakan dalam perangkat pengukuran suhu.
Ketika arus melewati termokopel, efek Peltier menyebabkan panas dihasilkan di satu sisi sambungan dan panas diserap di sisi lainnya. Efek ini memungkinkan perangkat termoelektrik bekerja dan banyak digunakan dalam sistem pendingin kecil seperti lemari es atau dehumidifier.
Efek Thomson menggambarkan pemanasan atau pendinginan konduktor ketika arus listrik melewatinya melalui gradien suhu. Pembangkitan efek ini memungkinkan arus listrik untuk lebih memengaruhi pergerakan panas, memperluas cakupan aplikasi termoelektrik.
Efek termoelektrik memiliki potensi besar untuk aplikasi praktis, mulai dari generator mikro hingga perangkat pendingin yang efisien. Generator termoelektrik dapat mengubah panas buangan menjadi energi listrik yang berguna dan memiliki prospek aplikasi yang luas, terutama dalam industri.
Menggabungkan material termoelektrik dengan teknologi energi terbarukan akan membuka jalan baru bagi pengembangan energi bersih di masa depan.
Dengan kemajuan ilmu material, efisiensi dan stabilitas material termoelektrik terus meningkat, sehingga penerapan teknis efek termoelektrik menjadi lebih luas. Di masa depan, teknologi ini dapat menjadi bagian penting dari manajemen energi dan memainkan peran penting dalam mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi energi.
Teknologi termoelektrik membuka dunia di mana arus listrik dapat dihasilkan dari perbedaan panas, tetapi apakah kita siap untuk memanfaatkan potensi penuhnya?