Home  »  News   »  
News

Ilmuwan Temukan Material Baru untuk Membuat Bahan Bakar dari Air

[Foto: Shutterstock]
Para ilmuwan dari Caltech dan Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) dalam dua tahun ini telah berhasil menambah daftar material yang memiliki potensi untuk digunakan dalam pembuatan bahan bakar solar yang berbasis tenaga matahari. Bahan bakar solar ini nantinya diharapkan akan bisa menggantikan bahan bakar komersil seperti batubara, minyak, dan bahan bakar berbasis fosil lainnya.

Bahan bakar solar ini berbeda dengan bahan bakar diesel. Bahan bakar yang diharapkan akan menghasilkan energi yang bersih ini hanya dibuat dengan menggunakan cahaya matahari, air, dan karbon dioksida. Para ilmuwan telah mencari cara untuk memproduksi berbagai bahan bakar yang bisa diperbaharui, mulai dari gas hidrogen hingga hidrokarbon. Namun untuk memproduksi bahan bakar solar, mereka perlu melakukan proses pemisahan air.

Setiap molekul air terdiri atas satu atom oksigen dan dua atom hidrogen. Atom-atom hidrogen bisa diekstraksi, dan kemudian disatukan kembali untuk membuat gas hidrogen yang mudah terbakar. Atom-atom hidrogen tersebut juga bisa dikombinasikan dengan karbon dioksida untuk memproduksi bahan bakar hidrokarbon, menciptakan sumber energi terbarukan dalam jumlah besar.

Baca Juga:  Bantu Atasi Penyakit Anoreksia, Ilmuwan Uji Teknik Perangsangan Otak Dalam

Namun masalahnya, molekul-molekul air tidak bisa terpisahkan begitu saja hanya dengan disinari cahaya matahari. Jika demikian, tentu Bumi ini tidak akan memiliki laut. Untuk memisahkan molekul air, para ilmuwan membutuhkan sejenis katalis bertenaga surya.


Untuk menciptakan bahan bakar solar ini, para ilmuwan mencoba mengembangkan material yang murah dan efisien, yang disebut photoanoda. Material tersebut mampu memisahkan air dengan cahaya yang terlihat sebagai sumber energinya. Dalam empat dekade ini, para ilmuwan mengidentifikasi 16 material photoanoda. Namun kini, dengan menggunakan metode throughput yang tinggi dalam mengidentifikasi material-material baru, tim peneliti yang dipimpin John Gregoire dari Caltech, serta Jeffrey Neaton dan Qimin Yan dari Gregoire and Berkeley Lab, berhasil menemukan 12 material photoanoda yang baru.

Sebuah paper mengenai metode penelitian dan keterangan mengenai material-material photoanoda telah dipublikasikan Maret lalu di edisi online dari Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Metode penelitian tersebut dikembangkan melalui kerjasama antara Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) di Caltech dan Berkeley Lab’s Materials Project, dengan menggunakan sumber daya di Molecular Foundry dan National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC).

Baca Juga:  Penelitian Psikologi Paling Kontroversial Kembali Dilakukan Setelah Lebih dari 50 Tahun

Menurut situs resmi Caltech, material photoanoda yang telah ada ditemukan dengan proses yang kurang teratur. Para ilmuwan sebelumnya mengujicoba senyawa-senyawa tertentu untuk menilai apakah mereka memiliki potensi untuk digunakan dalam pembuatan bahan bakar solar.

Dalam proses yang baru, para ilmuwan mengkombinasikan pendekatan komputasional dan eksperimental. Langkah awalnya adalah menelaah database yang berisi material dengan potensi kegunaannya dalam proses pembuatan bahan bakar solar, menyeleksinya berdasarkan properti yang membentuk material, lalu mengujicoba material-material yang paling menjanjikan dengan eksperimen ber-throughput tinggi (efektif dan efisien).

Dalam penelitian yang dipublikasikan dalam PNAS ini, ilmuwan mengeksplorasi 174 vanadate metal, senyawa yang mengandung elemen vanadium dan oksigen, dan beberapa elemen lain dari tabel periodik.

Menurut keterangan Gregoire, penelitian tersebut mengungkap bagaimana pilihan yang berbeda dari elemen ketiga (air) yang membentuk bahan bakar berbasis sinar matahari memungkinkan mereka untuk memproduksi material dengan properti berbeda, juga menunjukkan bagaimana “menyesuaikan” properti-properti tersebut untuk membentuk photoanoda yang lebih baik.

Studi tersebut dipublikasikan dengan judul “Solar fuels photoanode materials discovery by integrating high-throughput theory and experiment.”

Baca Juga:  Kini Pengguna Android Bisa Nonton Video di Facebook Secara Offline