YouTube

Got a YouTube account?

New: enable viewer-created translations and captions on your YouTube channel!

Indonesian subtitles

← Bagaimana kita dapat mengubah dinginnya luar angkasa menjadi sumber daya alam yang dapat diperbarui

Get Embed Code
22 Languages

Showing Revision 12 created 01/08/2019 by Ade Indarta.

  1. Setiap musim panas semasa kecil saya,
  2. saya pergi dari rumah saya di Kanada
    untuk menjenguk kakek nenek saya
  3. di Mumbai, India.
  4. Musim panas di Kanada cukup sejuk --
  5. sekitar 22 derajat Celcius
    atau 72 derajat Farenheit
  6. ini musim panas yang biasa,
    dan tidak terlalu panas
  7. Sedangkan Mumbai,
    adalah tempat yang panas dan lembab
  8. sekitar 30-an Celcius
    atau 90-an Farenheit.
  9. Saat saya mendarat di Mumbai,
    saya berpikir,
  10. "Bagaimana orang bisa hidup, bekerja
    atau tidur dalam cuaca seperti ini?"
  11. Parahnya, kakek nenek
    saya tidak memiliki pendingin ruangan.
  12. Dan meskipun saya berusaha
    sebisa mungkin,
  13. Saya tidak berhasil membujuk
    mereka untuk membelinya.
  14. Tetapi kondisi berubah dan dengan cepat.
  15. Sistem pendingin saat ini
    secara keseluruhan menyumbang 17 persen

  16. dari listrik yang kita gunakan
    di seluruh dunia.
  17. Ini termasuk semuanya
    dari pendingin ruangan
  18. yang saya sangat inginkan
    pada liburan musim panas saya
  19. pada sistem pendingin yang membuat makanan
    tetap baik dan dingin
  20. di supermarket,
  21. hingga sistem skala industri yang menjaga
    agar pusat data tetap bekerja.
  22. Secara keseluruhan, sistem-sistem ini
    menyumbang delapan persen
  23. dari emisi gas rumah kaca secara global.
  24. Tapi, ini yang membuat saya gelisah
    tiap malam

  25. bahwa penggunaan energi untuk pendingin
    bisa meningkat enam kali lipat pada 2050,
  26. terutama penggunaan yang meningkat pada
    negara-negara di Asia dan Afrika.
  27. Saya menyaksikan ini secara langsung.
  28. Hampir setiap apartemen di sekitar
    dan di tempat nenek saya
  29. sekarang mempunyai pendingin ruangan.
  30. Dan itu, sungguh merupakan
    hal yang baik
  31. untuk kesehatan, kesejahteraan,
    dan produktivitas
  32. bagi orang yang hidup di iklim panas.
  33. Namun, salah satu hal paling
    mengkhawatirkan tentang perubahan iklim
  34. bahwa semakin panas planet kita,
  35. semakin kita butuh sistem pendingin --
  36. sistem yang menjadi penghasil besar
    emisi gas rumah kaca.
  37. Ini berpotensi menyebabkan
    suatu umpan balik,
  38. dengan sistem pendingin saja
  39. dapat menjadi penghasil emisi
    gas rumah kaca terbesar
  40. pada abad ini.
  41. Pada kasus terburuk,
  42. kita mungkin memerlukan lebih dari 10
    triliun kWh listrik setiap tahun,
  43. hanya untuk pendinginan pada tahun 2100.
  44. Itu setengah dari listrik kita
    yang tersedia saat ini.
  45. Hanya untuk sistem pendingin.
  46. Tetapi ini mungkin dapat mengarahkan
    kita pada peluang yang besar.
  47. Peningkatan efisiensi dari setiap
    sistem pendingin sebesar 10 atau 20 persen
  48. dapat berpengaruh besar
    pada emisi gas rumah kaca kita,
  49. saat ini dan di masa depan.
  50. Dan itu dapat mencegah kasus
    umpan balik tersebut.
  51. Saya adalah ilmuwan yang banyak
    bekerja tentang cahaya dan panas.

  52. Khususnya, bagaimana bahan baru
    dapat mengubah aliran
  53. dari unsur dasar alam ini
  54. dalam cara yang kami dulu kira mustahil.
  55. Seiring saya memahami
    arti pendinginan,
  56. selama liburan musim panas saya,
  57. saya bergairah mengerjakan masalah ini
  58. karena teka-teki intelektual yang
    saya temui sekitar enam tahun yang lalu.
  59. Bagaimana manusia zaman dulu
    dapat membuat es di iklim gurun?
  60. Ini adalah foto rumah es,
  61. juga bernama Yakhchal,
    yang terletak di barat laut Iran.
  62. Ada lusinan runtuhan seperti
    ini di seluruh Iran,
  63. dengan bukti dari bangunan yang
    hampir sama di seluruh Timur Tengah
  64. dan sampai ke Cina.
  65. Orang-orang yang membuat rumah es ini
    berabad-abad yang lalu

  66. akan menuangkan air ke kolam
    yang Anda lihat di sisi kiri
  67. pada sore hari,
    saat matahari mulai tenggelam,
  68. Lalu terjadi sesuatu yang menakjubkan.
  69. Meskipun suhu udara
    mungkin di atas titik beku,
  70. misal 5 derajat Celcius
    atau 41 derajat Fahrenheit,
  71. air tadi bisa membeku.
  72. Es yang dihasilkan lalu dikumpulkan
    di pagi hari
  73. dan disimpan untuk penggunaan
    di gedung yang Anda lihat di sisi kanan.
  74. begini terus dilakukan,
    sepanjang musim panas.
  75. Anda mungkin pernah
    melihat sesuatu yang serupa
  76. jika Anda perhatikan embun membeku
    di tanah pada malam yang cerah,
  77. bahkan saat suhu udaranya
    jauh di atas titik beku.
  78. Tunggu.
  79. Bagaimana air dapat membeku
    jika suhu udara di atas titik beku?
  80. Penguapan mungkin punya pengaruh,
  81. tetapi itu tidak cukup untuk
    menyebabkan air menjadi es.
  82. Pasti sesuatu yang lain membekukannya.
  83. Bayangkan kue yang didinginkan
    dekat jendela.

  84. Biar bisa dingin, panasnya harus
    mengalir ke tempat yang lebih sejuk,
  85. Tak lain, udara yang mengelilinginya.
  86. Meski tidak masuk akal kedengarannya,
  87. untuk kolam air itu, panasnya
    sebenarnya mengalir ke luar angkasa.
  88. Bagaimana bisa?

  89. Kolam air itu,
    seperti kebanyakan bahan alami
  90. mengirimkan panasnya sebagai cahaya.
  91. Konsep ini dinamakan radiasi termal.
  92. Sebenarnya, kita semua mengantarkan panas
    sebagai cahaya inframerah sekarang
  93. kepada satu sama lain dan sekeliling kita.
  94. Kita dapat menggambarkan ini
    menggunakan kamera termal
  95. dan gambar yang dihasilkan,
    seperti yang saya tunjukkan sekarang.
  96. Jadi kolam air itu
    mengantarkan panasnya
  97. ke atas menuju atmosfer.
  98. Atmosfer dan molekul di dalamnya
  99. menyerap sebagian panasnya itu
    dan mengirimnya kembali.
  100. Itu sebenarnya efek rumah kaca yang
    bertanggungjawab atas perubahan iklim.
  101. Tetapi ini adalah hal paling
    penting untuk difahami,

  102. Atmosfer kita tidak menyerap
    semua panas itu.
  103. Jika diserap semua, kita akan berada
    di planet yang jauh lebih panas.
  104. Pada panjang gelombang tertentu,
  105. khususnya di antara delapan dan 13 mikron,
  106. atmosfer kita mempunyai apa
    yang disebut jendela transmisi.
  107. Jendela ini memungkinkan sebagian panas
    yang naik sebagai cahaya inframerah
  108. untuk keluar secara efektif,
    membawa panas kolam air.
  109. Dan ia dapat pergi ke
    tempat yang jauh lebih dingin.
  110. Ke atmosfer atas yang dingin
  111. dan ke luar angkasa
  112. yang dinginnya dapat mencapai
    minus 270 derajat Celcius,
  113. atau minus 454 derajat Fahrenheit.
  114. Jadi kolam air itu dapat mengantarkan
    panas ke langit yang lebih banyak
  115. daripada yang dikembalikan oleh langit.
  116. Dan karena itu,
  117. kolam akan mendingin
    di bawah suhu lingkungannya.
  118. Efek ini dikenal dengan
    pendinginan langit malam,
  119. atau pendinginan radiatif.
  120. Dan ini sudah dipahami oleh
    ilmuwan iklim dan ahli cuaca
  121. sebagai fenomena alami
    yang sangat penting.
  122. Saat saya menemukan semua ini,

  123. yaitu saat akhir S3 saya di Stanford.
  124. Dan saya kagum dengan betapa
    sederhana cara pendinginan
  125. tetapi juga membingungkan.
  126. Mengapa kita tidak memanfaatkan ini?
  127. Nah, ilmuwan dan
    insinyur telah meneliti ide ini
  128. dalam puluhan tahun sebelumnya.
  129. Tetapi ada satu masalah besar.
  130. Dinamakan pendinginan langit malam
    untuk suatu alasan.
  131. Mengapa?
  132. Baik, ini hal kecil bernama matahari.
  133. Jadi, untuk permukaan yang
    melakukan pendinginannya,
  134. permukaannya harus menghadap langit.
  135. Dan di saat tengah siang hari,
  136. saat kita saat menginginkan
    sesuatu yang dingin,
  137. sayangnya, itu berarti Anda harus
    menghadap ke matahari,
  138. Dan matahari memanaskan banyak benda,
  139. cukup panas untuk sepenuhnya
    menetralkan efek pendinginan ini.
  140. Saya dan rekan-rekan
    menghabiskan banyak waktu

  141. memikirkan bagaimana kami
    dapat menyusun bahan
  142. pada skala panjang yang sangat kecil
  143. agar mereka dapat melakukan hal
    yang baru dan berguna dengan cahaya --
  144. skala panjang yang lebih kecil dari
    panjang gelombang cahaya sendiri.
  145. Menggunakan pengetahuan dari bidang ini,
  146. yang bernama nanofotinik
    atau riset metamaterial,
  147. kami sadar ada jalan
    yang ini bisa dilakukan pada siang hari
  148. untuk pertama kalinya.
  149. Untuk melakukannya, saya mendesain
    bahan optik multilayer

  150. ditunjukkan dalam
    gambar hasil mikroskop ini.
  151. Ini 40 kali lebih tipis dari
    rambut manusia umumnya.
  152. Dan ini dapat melakukan dua hal
    pada waktu yang sama.
  153. Pertama, bisa mengeluarkan panas,
  154. dengan tepat di mana atmosfer kita
    mengeluarkan panas.
  155. Kami menyasar jendela ke luar angkasa.
  156. Hal kedua yang dapat dilakukannya adalah
    menghindari pemanasan oleh matahari.
  157. Ini cermin yang baik
    terhadap cahaya matahari.
  158. Pertama kali saya menguji ini
    yaitu di atas atap kampus Stanford
  159. yang saya tunjukkan di sini.
  160. Saya meletakkan alat
    untuk beberapa saat,
  161. dan saya melihatnya
    setelah beberapa menit,
  162. dan dalam beberapa detik,
    saya tahu itu bekerja.
  163. Bagaimana?
  164. Saya menyentuhnya, dan rasanya dingin
  165. (Tepuk tangan)

  166. Hanya untuk menegaskan seberapa aneh
    dan berlawanan dengan intuisi ini:

  167. bahan ini, dan bahan sepertinya,
  168. akan bertambah dingin, saat kita
    mengeluarkannya dari tempat teduh
  169. meskipun matahari bersinar di atasnya.
  170. Saya menunjukkan data di sini
    dari percobaan pertama kami,
  171. ketika bahan itu bertahan
    lebih dari lima derajat Celcius
  172. atau sembilan derajat Farenheit,
    lebih dingin daripada suhu udara
  173. meskipun matahari bersinar
    tepat di atasnya.
  174. Metode pembuatan yang kami gunakan
    untuk membuat bahan ini
  175. sudah ada pada skala volume besar.
  176. Jadi saya sangat gembira,
  177. karena kami tidak hanya
    membuat sesuatu yang keren
  178. tapi juga kesempatan melakukan sesuatu
    yang nyata dan berguna.
  179. Itu membawa saya ke
    pertanyaan besar berikutnya.
  180. Bagaimana kita dapat menghemat
    energi dengan ide ini?

  181. Kami percaya cara paling langsung untuk
    menghemat energi dengan teknologi ini
  182. adalah peningkatan efisiensi
  183. untuk sistem pendingin ruangan
    dan pendinginan makanan.
  184. Untuk melakukan ini,
    kami bangun panel pendingin cairan.
  185. seperti yang ditunjukkan di sini.
  186. Bentuk panel ini seperti
    pemanas air tenaga surya,
  187. tetapi melakukan hal sebaliknya --
    airnya didinginkan, secara pasif,
  188. menggunakan bahan khusus ini.
  189. Panel ini kemudian dapat
    digabungkan dengan bagian
  190. yang hampir semua sistem pendinginan
    memilikinya yaitu kondensator
  191. untuk meningkatkan efisiensi
    sistem tersebut.
  192. Start-up kami, bernama SkyCool Systems,
  193. baru saja menyelesaikan percobaan lapangan
    di Davis, California.
  194. Dalam demonstrasi itu,
  195. kami menunjukkan bahwa
    kami dapat meningkatkan efisiensi
  196. sebanyak 12 persen di lapangan.
  197. Satu atau dua tahun berikutnya,

  198. saya sangat gembira karena ini
    meluncur pada skala komersial pertama kali
  199. dalam pasar sistem pendinginan.
  200. Ke depannya, kami mungkin
    dapat menggabungkan panel ini
  201. dengan sistem pendinginan
    yang lebih efisien
  202. untuk mengurangi penggunaan
    energinya sebanyak dua per tiga.
  203. Dan akhirnya, kami mungkin dapat
    membangun sistem pendinginan
  204. yang tidak memerlukan listrik sama sekali.
  205. Sebagai langkah pertamanya,
  206. saya dan rekan-rekan saya di Stanford
  207. telah menunjukkan bahwa Anda
    dapat mempertahankan
  208. sesuatu lebih dari 42 derajat
    Celcius di bawah suhu udara
  209. dengan teknik yang lebih baik.
  210. Terima kasih.

  211. (Tepuk tangan)

  212. Jadi bayangkan --

  213. sesuatu yang ada di bawah titik beku
    di siang hari yang panas.
  214. Jadi, saya sangat senang bisa melakukan
    sesuatu untuk pendinginan,
  215. tapi saya kira, ada banya hal
    yang masih perlu dilakukan.
  216. Sebagai ilmuwan, saya tertarik pada
    kesempatan yang lebih besar
  217. yang saya percaya karya ini menarik.
  218. Kita dapat menggunakan gelap dan dinginnya
    luar angkasa
  219. untuk meningkatkan efisiensi
  220. dari setiap proses yang terkait
    dengan energi di bumi.
  221. Salah satu proses yang ingin
    saya soroti adalah sel surya.
  222. Mereka memanas di bawah matahari
  223. dan semakin panasnya,
    mereka menjadi kurang efisien.
  224. Tahun 2015, kami menunjukkan bahwa dengan
    mempertimbangkan jenis mikrostruktur
  225. di atas sel surya,
  226. kami dapat lebih memanfaatkan
    efek pendingan ini
  227. untuk menjaga sel surya
    pada suhu lebih rendah secara pasif.
  228. Hal ini bisa membuat sel surya
    bekerja lebih efisien.
  229. Kami sedang menyelidiki
    kesempatan ini lebih lanjut.
  230. Kami sedang meneliti apakah kami dapat
    menggunakan dinginnya luar angkasa
  231. untuk membantu dengan penghematan air.
  232. Atau mungkin dengan
    skenario yang tak terduga.
  233. Mungkin kita dapat menghasilkan listrik
    secara langsung dengan dingin ini.
  234. Ada perbedaan suhu yang besar
    di antara kita di Bumi dan
  235. dinginnya luar angkasa.
  236. Perbedaan itu, secara konsep,
  237. dapat digunakan untuk menggerakkan
    sesuatu bernama mesin panas
  238. untuk menghasilkan listrik.
  239. Bisakah kita membuat
    alat penghasil listrik malam hari
  240. yang bisa menghasilkan
    jumlah listrik yang cukup
  241. saat sel surya tidak bekerja?
  242. Bisakah kita membuat
    cahaya dari kegelapan?
  243. Hal utamanya yaitu
    kemampuan untuk mengelola

  244. radiasi termal yang ada di sekitar kita.
  245. Kita senantiasa bermandikan
    cahaya inframerah;
  246. jika kita dapat memanfaatkan
    sesuai keinginan kita,
  247. kita dapat mengubah aliran
    panas dan energi
  248. yang kita serap setiap hari.
  249. Kemampuan ini, digabung dengan
    gelap dan dinginnya luar angkasa
  250. menunjukkan masa depan tempat kita,
    sebagai suatu peradaban
  251. mungkin dapat mengelola jejak
    energi kita dengan lebih bijak
  252. pada skala terbesar.
  253. Saat kita menghadapi perubahan iklim,

  254. saya percaya bahwa mempunyai kemampuan ini
  255. akan sangat bermanfaat.
  256. Berikutnya, saat Anda jalan-jalan di luar.
  257. Ya, kagumilah pentingnya matahari
    terhadap kehidupan di bumi,
  258. tetapi jangan lupa bahwa bagian
    langit lainnya juga bermanfaat.
  259. Terima kasih.

  260. (Tepuk tangan)