Dr Maria Alhajji membahas penelitian penyimpanan energinya dan Proyek Sophia, sebuah inisiatif penjangkauan fisika di UL yang melibatkan siswa sekolah.
Para peneliti dan ilmuwan dapat memperoleh inspirasi dan motivasinya dari banyak sumber. Bagi Dr Maria Alhajji dari Universitas Limerick (UL), hubungan antara teori dan kenyataan sangatlah menarik.
“Saya terinspirasi oleh momen ketika seseorang menghubungkan konsep ilmiah dengan sesuatu yang telah mereka amati dalam kehidupan sehari-hari,” katanya kepada SiliconRepublic.com.
Sebagai asisten profesor di departemen fisika Fakultas Sains dan Teknik UL, ia melihat bidangnya sebagai “cara memahami dunia – mulai dari alasan langit tampak biru hingga cara kerja listrik, komunikasi, teknologi medis, dan sistem energi terbarukan”.
Perannya menggabungkan pengajaran, penelitian, pengawasan mahasiswa sarjana dan pascasarjana serta layanan akademik, dan berkontribusi pada pendidikan departemen dan inisiatif penjangkauan.
“Saya sangat bersemangat untuk membantu pelajar dan generasi muda memahami bahwa fisika bukan sekadar kumpulan persamaan,” katanya.
“Baik saat saya mengajar siswa tahun pertama atau menyelidiki materi untuk sistem penyimpanan energi, saya ingin orang-orang mengenali fisika sebagai disiplin ilmu yang aktif dan berkembang yang membentuk kehidupan kita sehari-hari.”
Alhajji meraih gelar BSc dari King Faisal University di Arab Saudi, serta gelar MSc dan PhD dari UL, tempat ia sebelumnya bekerja sebagai peneliti pascadoktoral dan peneliti.
Dengan latar belakang akademis di bidang elektrokimia dan material penyimpan energi, ia kini mengajar berbagai bidang termasuk mekanika, elektromagnetisme, perangkat semikonduktor, elektronik, fisika modern, dan analisis material.
“Saya tertarik pada penyimpanan energi elektrokimia karena penyimpanan energi ini menyatukan fisika, kimia, ilmu material, dan teknik,” jelasnya.
“Hal ini memungkinkan kita mempelajari proses yang terjadi pada skala atom dan mikroskopis sambil mengatasi salah satu tantangan masyarakat yang paling mendesak: transisi menuju energi yang aman, andal, dan berkelanjutan.”
Solusi energi untuk masa depan
Bagi Alhajji, pemanfaatan energi terbarukan oleh masyarakat modern tidak bisa hanya terbatas pada menghasilkan listrik dari tenaga angin atau surya; bahwa listrik juga perlu disimpan secara efektif dan efisien sehingga “tetap tersedia ketika angin tidak bertiup, matahari tidak bersinar, atau permintaan jaringan listrik sangat tinggi”.
Penelitian ilmiahnya berfokus pada pemahaman bagaimana sifat-sifat elektroda mempengaruhi reaksi yang terjadi pada permukaannya dan bagaimana pembelajaran ini dapat diterapkan pada desain baterai untuk digunakan dalam penyimpanan energi skala jaringan.
Baterai aliran redoks adalah solusi energi yang, menurut Alhajji, dapat dirancang untuk pengoperasian jangka panjang, disesuaikan dengan instalasi besar, dan dirawat secara berbeda dari baterai bersegel konvensional.
Kualitas-kualitas ini, antara lain, menjadikannya ideal untuk aplikasi stasioner yang memerlukan daya yang konsisten dan andal, menurut badan industri AS Battery Council International, yang mencatat bahwa desain uniknya – dengan memisahkan penyimpanan energi dari pembangkit listrik – memberikan fleksibilitas dan daya tahan.
Alhajji mencatat bahwa meskipun penggunaan baterai yang lebih luas bergantung pada peningkatan kinerja, daya tahan, dan biaya, prinsip-prinsip yang mendasarinya dapat diterapkan ketika mempertimbangkan teknologi elektrokimia lainnya.
“Tujuan saya yang lebih luas adalah untuk membangun hubungan yang jelas antara struktur material, kimia permukaan, dan fungsi elektrokimia,” katanya.
“Saya menemukan antarmuka sangat menarik. Kinerja seluruh baterai dapat bergantung pada reaksi yang terjadi pada batas yang sangat tipis antara elektroda dan elektrolit. Perubahan kecil pada antarmuka tersebut dapat memiliki efek terukur pada efisiensi dan masa pakai seluruh sistem.”
Hubungan antara pemahaman mendasar dan dampak teknologi di dunia nyata merupakan sumber motivasi berkelanjutan baginya.
“Pemahaman ini dapat memandu desain rasional bahan penyimpan energi yang mendukung reaksi yang lebih cepat dan lebih reversibel namun tetap efisien dan stabil dalam penggunaan jangka panjang.
“Saya tertarik tidak hanya pada seberapa baik kinerja sistem penyimpanan energi, tetapi juga pada proses fisik dan kimia mendasar yang bertanggung jawab atas kinerja tersebut.”
Ia menyebutkan sistem penyimpanan energi berbasis besi merupakan peluang menjanjikan yang perlu ditelusuri karena logam tersebut “tersedia secara luas dan berpotensi lebih ekonomis dibandingkan banyak bahan yang digunakan dalam teknologi baterai saat ini”, yang dapat membawa kemajuan dalam pengembangan sistem penyimpanan energi yang efisien, tahan lama, terukur, dan berbasis pada bahan yang lebih berkelanjutan.
Ilmuwan muda
Ketertarikan Alhajji pada bidangnya tidak hanya terwakili dalam penelitian dan pengujian solusi produksi dan penyimpanan energi, namun juga dalam sikapnya dalam mengajar dan mencoba menginspirasi generasi mendatang.
Selama musim panas, dia mengoordinasikan kompetisi fisika Proyek Sophia tahunan UL, yang diselenggarakan oleh departemennya dan melibatkan lebih dari 70 anak sekolah dasar dari Cork dan Limerick.
“Sophia adalah inisiatif penjangkauan fisika di UL yang melibatkan sekolah-sekolah melalui lokakarya interaktif, demonstrasi dan kompetisi fisika sekolah,” jelasnya. “Saya telah terlibat dalam mengembangkan dan menyelenggarakan lokakarya serta memimpin elemen kompetisi dalam program ini.
“Lokakarya ini menggunakan eksperimen langsung yang dapat diakses dan dihubungkan dengan pengalaman yang sudah dikenal. Siswa dapat mengeksplorasi listrik statis, tekanan udara atau siphoning, atau mendiskusikan pertanyaan seperti mengapa langit berwarna biru.
“Daripada sekadar menunjukkan eksperimen dan memberikan jawabannya, kami mendorong siswa untuk memprediksi apa yang akan terjadi, mengamati hasilnya, dan mengembangkan penjelasan mereka sendiri.”
Dia mengatakan bahwa tujuan yang lebih luas dari inisiatif ini adalah untuk membangun rasa percaya diri dan keingintahuan generasi muda terhadap sains sambil mengembangkan kreativitas, kerja tim, dan keterampilan memecahkan masalah, dan sekolah serta guru memuji kemampuannya dalam menciptakan dan mempertahankan minat di antara anak-anak yang berpartisipasi.
Ia juga mengakui bahwa guru sendiri dapat mempunyai pengaruh yang signifikan dalam inisiatif semacam ini.
“Dengan mendukung guru dan mengembangkan aktivitas menarik yang dapat digunakan di kelas, kita dapat menjangkau lebih banyak generasi muda dan membangun budaya keingintahuan, kreativitas, dan pemecahan masalah yang langgeng.”
Tetap penasaran
Bagi mereka yang memulai perjalanan karir ilmiah, Alhajji menawarkan beberapa kata bijak.
“Karier di bidang sains bukan tentang selalu mengetahui jawaban yang benar. Ini tentang mempelajari cara menyelidiki pertanyaan dengan hati-hati, mengevaluasi bukti, dan melanjutkan ketika eksperimen tidak berjalan sesuai harapan. Hasil yang tidak terduga sering kali menjadi awal mula penelitian yang paling menarik.
“Tetaplah penasaran dan jangan pernah takut untuk menanyakan pertanyaan yang tampaknya sederhana. Banyak penemuan ilmiah penting dimulai dengan seseorang mempertanyakan sesuatu yang dianggap remeh oleh orang lain.”
Ia mengakui perlunya landasan yang kuat dalam bidang fisika dan matematika, namun ia juga menekankan bahwa keterampilan yang lebih lunak – seperti komunikasi, kerja sama tim, dan pemecahan masalah praktis – tidak boleh diabaikan.
“Penelitian ilmiah modern sangat kolaboratif dan sering kali mempertemukan orang-orang dari beberapa disiplin ilmu berbeda,” kata Alhajji.
Dan dia juga menekankan pentingnya tetap berpikiran terbuka – nasihat yang mungkin perlu diperhatikan tanpa memandang usia, status akademis, atau perjalanan karier tertentu.
“Anda tidak perlu merencanakan seluruh karier Anda sejak awal. Rasa ingin tahu sering kali merupakan awal terbaik.”