Apakah hebatnya superkonduktivitas untuk Manusai? – Bulan lalu, beberapa penulis makalah ilmiah diam-diam meminta agar makalah tersebut ditarik kembali. Tampaknya hampir tidak ada seorang pun yang memerhatikan.
Setidaknya, dibandingkan dengan badai media mini yang melanda penerbitan surat kabar tersebut pada bulan Maret. Beberapa bulan setelah itu, hype semakin meningkat ketika berita tentang penemuan terkait lainnya menyusul. Tiba-tiba, orang-orang yang mungkin belum pernah mendengar istilah “superkonduktivitas” dididik tentang potensinya dalam menyelamatkan planet ini.
Superkonduktor adalah material yang dapat mentransfer listrik tanpa kehilangan energi dalam prosesnya. Kedengarannya tidak seberapa, namun hal ini bisa berarti segalanya, mulai dari pasokan listrik yang berlimpah di masa depan untuk transportasi listrik, hingga energi bebas konflik dan bahan bakar fosil dari fusi nuklir. Hasil tangkapannya: ia hanya bekerja pada suhu yang cukup dingin sehingga berakibat fatal.
Sepasang “terobosan” baru-baru ini yang banyak digembar-gemborkan mengklaim mencapai superkonduktivitas pada suhu kamar. “Holy Grail” sepertinya adalah deskripsi yang disepakati untuk hadiah yang sulit dipahami itu – lihat di sini, di sini, dan di sini. https://pafikebasen.org/
“Ini adalah Cawan Suci,” kata Carmine Senatore baru-baru ini, saat duduk di kantornya di Swiss. Tapi menurutnya, mungkin tidak sesuci itu.
Ada banyak hal yang dapat kita mulai lakukan dengan teknologi ini sekarang, jelas Senatore, ketua Kelompok Superkonduktivitas Terapan di Universitas Jenewa, jadi “kita tidak perlu menunggu.” Dan karena baru saja mengalami rekor terpanas di bulan September karena emisi terkait energi terus meningkat, menunggu bukanlah suatu pilihan.
Selain itu, klaim terbaru tentang superkonduktivitas pada suhu kamar, berdasarkan zat yang dijuluki “LK-99” oleh peneliti Korea Selatan, bahkan tidak bertahan cukup lama bagi Senatore untuk mencoba mereproduksinya. Setelah muncul pada akhir Juli, hal itu dibantah pada awal Agustus.
Ini bukan pertama kalinya klaim superkonduktivitas palsu menimbulkan kegembiraan jangka pendek, dan ini juga bukan yang terakhir. Karena gagasan untuk dapat berbuat lebih banyak dengan lebih sedikit energi, seiring kita perlahan-lahan beralih dari bahan bakar fosil yang merusak, sangatlah menarik.
Sebaliknya, pekerjaan sehari-hari untuk meneliti superkonduktivitas kurang begitu.
Beberapa tugas umum di laboratorium Senatore mungkin terasa kuno, seperti pengerjaan dan pengerjaan ulang kawat logam menggunakan mesin berusia puluhan tahun yang menyerupai jalur perakitan yang sudah pudar. Yang lainnya jelas berteknologi lebih tinggi: menembakkan laser melalui ruang vakum, atau memanfaatkan magnet yang sangat kuat.
Helium cair dapat dengan mudah (dan aman) diberikan dalam dosis reguler dari apa yang tampak seperti tong bir raksasa. Sejumlah eksperimen di sini menggunakan logam superkonduktor yang disebut Niobium, yang mungkin terdengar eksotis tetapi dapat dibeli di Amazon.
“Semuanya mulai dari pandai besi, menangani helium cair dan nitrogen, hingga ablasi laser untuk melapisi superkonduktor pada permukaan,” kata Senatore. Dan hal ini dilakukan bukan untuk menghasilkan spesimen yang luar biasa, namun untuk mendapatkan teknik yang dapat segera digunakan.
Salah satu kegunaannya ditemukan di dalam Large Hadron Collider, sebuah mesin sepanjang 27 kilometer yang disimpan di bawah perbatasan Swiss dengan Prancis untuk mempelajari “bahan dasar dasar segala sesuatu”. Ribuan magnet superkonduktor memandu proton melewati mesin, dan rongga superkonduktor mempercepat proton hingga bertabrakan. Semuanya dijaga cukup dingin dengan helium cair.
‘Partikel Tuhan’ dan manfaat yang lebih praktis
Helium pertama kali dicairkan pada tahun 1908 di Universitas Leiden, Belanda – di mana, bukan kebetulan, superkonduktivitas pertama kali ditemukan beberapa tahun kemudian.
Begini cara kerjanya: ketika bahan tertentu didinginkan ratusan derajat di bawah nol Celcius, elektron di dalamnya berhenti menghilang dan mulai berpasangan untuk melewatinya tanpa hambatan. Artinya, tidak ada energi yang hilang dan timbul dari medan magnet yang kuat. Fenomena ini diidentifikasi pada tahun 1911 oleh Heike Kamerlingh Onnes, setelah sepotong kawat merkuri didinginkan secara menyeluruh.
Sekitar satu abad ke depan, superkonduktivitas memainkan peran penting dalam konfirmasi keberadaan “partikel Tuhan” oleh Large Hadron Collider. Atau dikenal sebagai Higgs boson, diyakini sebagai kunci untuk memahami alam semesta.
Pada tingkat yang lebih praktis, superkonduktor yang didinginkan telah menjadi bagian penting dari mesin MRI yang semakin canggih yang digunakan untuk pencitraan medis.
Yang lebih praktis dan berpotensi adalah model kabel superkonduktor yang telah muncul di jaringan listrik di tempat-tempat seperti Essen, Jerman dan Shenzhen, Tiongkok.
Meningkatnya keinginan akan AC di tengah pemanasan global, dan mobil listrik diperkirakan akan menyumbang sebagian besar penjualan dalam beberapa dekade mendatang, akan menciptakan permintaan listrik yang sangat besar. “Jaringan listrik pada tingkat distribusi di suatu kota tidak akan mencukupi,” kata Senatore. Namun infrastruktur yang ada dapat dilengkapi dengan kabel superkonduktor yang didinginkan dengan nitrogen cair yang relatif murah, dan mengalirkan arus sepuluh kali lipat.
Superkonduktivitas juga menjanjikan sebagai sarana untuk meningkatkan penggunaan energi terbarukan, dengan mengaktifkan turbin angin yang lebih kecil, dan kabel transmisi yang dapat secara efisien memasok tenaga surya dalam jarak yang jauh.
Namun manfaat energi terbesar mungkin datang dalam bentuk yang sangat berbeda.
Fusi adalah proses peleburan inti atom, alih-alih memecahnya (cara menghasilkan tenaga nuklir saat ini). Fusi menghasilkan bahan bakar matahari, dan kini upaya sedang dilakukan untuk “memasukkan matahari ke dalam botol,” kata Senatore, dengan memasang fusi di pembangkit listrik.
Masalahnya, dan bukan masalah kecil, adalah suhu di inti matahari sekitar 15.000.000°C . Namun, magnet superkonduktor dapat digunakan untuk membatasi panas ekstrem yang sangat mencengangkan.
Fusi tidak akan menghasilkan limbah nuklir yang tahan lama seperti halnya fisi, dan secara teori akan bergantung pada bahan bakar yang berlimpah dan dapat diakses seperti air laut. Lusinan negara berkolaborasi dalam reaktor fusi eksperimental di selatan Perancis, dan startup di bidang tersebut mendapatkan dukungan finansial yang signifikan; seseorang telah mengumpulkan lebih dari $2 miliar, dan pada tahun 2021 mendemonstrasikan elektromagnet superkonduktor paling kuat dari jenisnya “yang pernah dibuat.”
Menemukan cara untuk mengaktifkan superkonduktivitas pada suhu ruangan dapat secara dramatis mendorong kemajuan fusi dan upaya lain yang berfokus pada keberlanjutan. Namun, kemajuan yang tidak terlalu penting telah dicapai. Pekerjaan pandai besi dan laboratorium harian terus berlanjut. Tujuannya tetap sama.
“Ini akan menjadi cara untuk menghasilkan banyak energi,” kata Senatore, “dan energi ini dapat memisahkan kita dari bahan bakar fosil.”