JAKARTA - Peneliti dari The Ohio State University telah berhasil mengembangkan teknologi mutakhir berupa baterai nuklir yang mampu mengubah radiasi gamma menjadi listrik. Temuan ini dilaporkan dalam sebuah studi yang memperkenalkan penggunaan kristal scintillator dan sel surya untuk mengoptimalkan penggunaan limbah radioaktif, menyuguhkan potensi besar bagi masa depan energi dunia.

Pembangkit listrik tenaga nuklir dikenal sebagai salah satu sumber listrik rendah emisi yang signifikan, menyumbang sekitar 20% dari total energi listrik yang dihasilkan di Amerika Serikat. Meski demikian, limbah radioaktif yang dihasilkan menimbulkan masalah tersendiri karena potensi bahayanya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.

Inovasi terbaru dari Ohio State University ini menawarkan solusi kreatif dengan memanfaatkan kombinasi kristal scintillator dan sel surya. Kristal scintillator, sejenis material berkepadatan tinggi, mampu memancarkan cahaya saat menyerap radiasi. Dikombinasikan dengan sel surya, tim peneliti mengklaim teknologi ini dapat mengumpulkan radiasi gamma dari lingkungan dan mengubahnya menjadi energi listrik.

Dalam uji coba, para peneliti menggunakan prototipe berukuran kecil, sekitar 4 sentimeter kubik, di Laboratorium Reaktor Nuklir Ohio State. Dua sumber radioaktif—cesium-137 dan kobalt-60—digunakan untuk mengukur potensi baterai ini. Cesium-137 menghasilkan 288 nanowatt, sementara kobalt-60, yang memiliki isotop lebih kuat, mampu memproduksi 1,5 mikrowatt.

"Walaupun daya listrik untuk peralatan rumah tangga biasanya diukur dalam kilowatt, penelitian kami menunjukkan bahwa teknologi ini dapat ditingkatkan untuk mencapai skala watt atau bahkan lebih tinggi," jelas Raymond Cao, penulis utama studi dan profesor teknik mesin serta dirgantara di Ohio State.

Lebih jauh, para peneliti meyakini bahwa teknologi ini sangat ideal untuk penerapan di lokasi dengan tingkat radiasi tinggi, seperti kolam penyimpanan limbah nuklir atau sistem eksplorasi luar angkasa. Walau radiasi gamma yang digunakan cukup menembus, baterai ini tidak mengandung bahan radioaktif menjadikannya aman untuk dipegang.

"Kami mengambil sesuatu yang dianggap limbah dan mencoba mengubahnya menjadi harta karun," ujar Cao, yang juga memimpin Laboratorium Reaktor Nuklir Ohio State.

Komposisi kristal scintillator juga memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi daya. Bentuk dan ukuran kristal mempengaruhi hasil akhirnya, dengan volume lebih besar menyerap lebih banyak radiasi. Hal ini meningkatkan produksi listrik yang dihasilkan sel surya.

"Hasil ini merupakan terobosan dalam output daya," tambah Ibrahim Oksuz, peneliti lain yang terlibat dalam studi. "Proses dua langkah ini masih dalam tahap awal, tetapi langkah selanjutnya adalah menghasilkan daya lebih besar dengan pengembangan skala yang lebih besar."

Karena dirancang untuk lingkungan berbahaya yang tidak mudah diakses publik, baterai ini dapat bertahan lama tanpa mencemarkan lingkungan dan tidak memerlukan perawatan rutin. Namun demikian, pengembangan skala besar memerlukan biaya yang signifikan, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai pembuatan dan aplikasinya secara massal.

"Konsep baterai nuklir ini sangat menjanjikan," kata Oksuz. "Masih banyak ruang untuk perbaikan, tetapi di masa depan, teknologi ini bisa memiliki peran penting dalam industri energi dan sensor."

Penelitian ini mendapat dukungan dari National Nuclear Security Administration dan Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, Departemen Energi Amerika Serikat. Kontributor lainnya dalam penelitian ini berasal dari The University of Toledo, termasuk Sabin Neupane dan Yanfa Yan.

Dengan potensi besar dalam pemanfaatan limbah radioaktif untuk energi bersih dan lebih ramah lingkungan, baterai nuklir ini bisa menjadi landasan bagi inovasi lebih lanjut yang mengarah ke era baru energi berkelanjutan.