Lebih dari 100 tahun yang lalu, para ilmuwan menemukan cara mengubah air menjadi gas hidrogen energi hijau yang dikenal sebagai “bahan bakar masa depan”.

Insinyur di The University of Texas di El Paso telah menemukan bahan berbasis nikel berbiaya rendah untuk membantu memisahkan air agar lebih murah dan efisien.

Tim mengeksplorasi nikel sebagai alternatif katalitik platinum, logam yang melimpah di Bumi dan 1.000 kali lebih murah daripada platinum.

Navid Attarzadeh melihat kaktus pir berduri untuk pertama kalinya saat berjalan ke laboratorium Center for Advanced Materials Research UTEP. Saat itulah Attarzadeh memiliki ide untuk merancang katalis berbasis nikel 3D dalam bentuk kaktus pir berduri.

Menurut Profesor Teknik Mesin UTEP, Ramana Chintapalle, ini adalah desain yang terinspirasi alam di laboratorium.

“Anda memiliki tanaman ini dengan permukaan luas yang dapat menyerap kelembapan dan bertahan di lingkungan ekstrem,” katanya.

Lalu area permukaan yang lebih besar dapat menampung lebih banyak. Reaksi elektrokimia menghasilkan lebih banyak hidrogen daripada nikel yang biasanya dihasilkan.

Terlepas dari terobosan ini, hidrogen belum menjadi sumber bahan bakar utama. Memisahkan air menjadi hidrogen dapat menjadi tidak efisien dan mahal. Proses transformasi, yang disebut elektrolisis pun tetap tidak sempurna.

Masalah pada Hidrogen

Elektrolisis adalah proses pemisahan air dengan listrik dan bahan yang mempercepat reaksi kimia apa pun. Teknik pemisahan air saat ini sangat bergantung pada platinum sebagai katalis, yang memiliki kelemahan.

Platinum adalah bahan utama yang digunakan untuk membantu memisahkan air. Tetapi harganya sangat mahal. Lebih mahal daripada emas dan tidak layak untuk digunakan dalam skala besar karena harganya yang mahal.

Tim dengan cepat merancang dan menguji struktur skala nano yang tidak terlihat oleh mata manusia. Para peneliti juga menguji kemampuan katalis untuk memisahkan air berulang kali dengan hasil yang menjanjikan.

Ini adalah penemuan mendasar dan prosesnya perlu penyempurnaan lebih lanjut, tetapi ini adalah langkah ke arah yang benar. Gas hidrogen dapat mengubah teknologi energi untuk negara tanpa menghasilkan emisi gas rumah kaca. Jejak karbon juga bisa dihilangkan.

Penulis : Dini Jembar Wardani

Editor : Ari Rikin

Sumber : techxplore

Peneliti dari Rice University telah mengembangkan perangkat bertenaga surya sederhana yang dapat mengubah air dan sinar matahari menjadi bahan bakar hidrogen. Alat tersebut mirip dengan desain daun buatan (artificial leaf). Namun, lebih mandiri dan relatif terjangkau untuk diproduksi dibanding teknologi pemisah air sebelumnya.

Perangkat ini terdiri dari sel surya mineral kuning yang terhubung ke elektroda dan terdiri dari katalis yang mengelektrolisis air. Ketika sel surya menyerap sinar matahari, ia akan menghasilkan energi yang dapat menggerakkan katalis. Kemudian air terbelah menjadi hidrogen dan oksigen. Saat gelembung-gelembung ini naik ke permukaan, hasilnya bisa dikumpulkan dan digunakan.

Baca juga: Tikar Minimalis Berbahan Botol Bekas

Elektroda dan sel surya semuanya berada dalam satu unit. Komponen sel surya terlindung dari kerusakan air karena terbungkus di dalam kulit polimer. Dengan membiarkan sinar matahari masuk dan elektroda berada di luar membuatnya dapat membelah air.

Dalam desain ini, tim memanfaatkan sel surya sehingga tidak membutuhkan komponen mahal seperti platinum. Sebagai gantinya, mereka menggunakan elemen yang lebih murah seperti karbon. Alasannya adalah agar lebih hemat untuk memproduksi perangkat dan lebih layak untuk produksi komersial.

Foto: Jia Liang (news.rice.edu)

Efisiensi sinar matahari ke hidrogen relatif tinggi untuk jenis sistem ini, yakni sekitar 6,7 persen. Para peneliti memiliki tujuan agar alat ini dapat jatuh ke dalam air dengan sinar matahari langsung dan dibiarkan berjalan sendiri dalam waktu yang lama. Tim menerbitkan penelitian ini dalam jurnal ACS Nano.

Melansir intelligentliving.co, penulis studi, Jun Lou mengatakan, desain sistem yang pintar berpotensi membuat loop dapat bertahan sendiri. Bahkan ketika tidak ada sinar matahari, alat dapat menggunakan energi yang tersimpan dalam bentuk bahan bakar kimia. Produk hidrogen dan oksigen dapat ditempatkan dalam tangki terpisah dan digabungkan modul lain. Misalnya seperti sel bahan bakar untuk mengubahnya kembali menjadi listrik.

Baca juga: Pakaian dari Serbuk Kopi

Gagasan inovasi lainnya adalah daun buatan (artificial leaf) yang dirancang oleh para peneliti dari Universitas Illinois. Alat tersebut secara eksplisit dibuat untuk menyerap karbon dioksida di udara. Perangkat ini juga diklaim dapat menyerap sepuluh kali lebih banyak CO2 daripada daun asli. Sementara daun buatan lain, dirancang oleh para ilmuwan dari Universitas Cambridge yang dapat mengubah sinar matahari, karbon dioksida, dan air, menjadi gas sintesis.

Pada Maret 2019, para ilmuwan dari Universitas Stanford juga menemukan cara untuk mengubah air laut menjadi bahan bakar. Akhirnya, desain tersebut dapat digunakan secara luas bagi transportasi seperti mobil dan pesawat terbang. Dalam prosesnya, alat tersebut menghasilkan oksigen sehingga dapat digunakan pula pada kapal selam. Kapal dipasok dengan bahan bakar maupun oksigen untuk orang-orang di dalam kapal. Penyelam juga dapat memanfaatkan teknologi ini untuk mengganti tangki oksigen atau memberi daya pada peralatan selam.

Penulis: Mega Anisa

Biasanya alat transportasi publik mengambil energi dari jaringan listrik atau bergantung pada bahan bakar fosil. Untuk memenuhi kebutuhan transportasi publik yang ramah lingkungan, Toyota dan Hino berkolaborasi untuk menciptakan bus yang memakai bahan bakar sel yang tidak menghasilkan emisi. Temuan ini diharapkan menjadi jembatan penghubung untuk teknologi berbasis hidrogen di masa depan nanti.

Seperti dilansir dalam inhabitat.com, Toyota berhasil membuat sebuah bis tanpa emisi yang menggunakan bahan bahan bakar sel dan sedang berencana untuk melakukan pengujian selama seminggu di jalan-jalan kota Tokyo. Sebenarnya bus ini adalah gabungan dari berbagai macam teknologi yang ada. Rangkanya diambil dari bus konvensional merek Hino yang sudah disiapkan untuk sistem hibrida, namun diubah untuk bisa dipasangkan dengan bahan bakar sel hidrogen seperti yang dipasangkan pada mobil Toyota Mirai.

Toyota berkolaborasi dengan Hino merancang bus tanpa emisi dengan bahan bakar sel. Foto: inhabitat.com

Sebagai bahan evaluasi, bus ini akan diujicobakan untuk mengangkut penumpang pada rute-rute yang sudah ada di sekitar pusat kota Tokyo selama beberapa hari. Pengujian pertama dilakukan di Tokyo tanggal 24-30 Juli dan diharapkan akan memberikan masukan untuk kepraktisan desain serta kelayakannya.

Pengujiannya termasuk performa pada saat jaringan listrik dari luar tidak berfungsi. Apabila lolos pengujian ini, mungkin Toyota akan mempertimbangkan untuk memperluas pengujiannya tidak hanya di Tokyo namun ke kota-kota lain yang tingkat polusinya tinggi.

Penulis: NW/G15