Mimpi jadi Kenyataan, Dengan Katalis Ini Karbon Dioksida Bisa Diubah Menjadi Bahan Bakar

TrubusNews
Syahroni
18 Okt 2019   20:00 WIB

Komentar
Mimpi jadi Kenyataan, Dengan Katalis Ini Karbon Dioksida Bisa Diubah Menjadi Bahan Bakar

Aisulu Aitbekova, kiri, dan Matteo Cargnello di depan reaktor tempat Aitbekova melakukan banyak eksperimen untuk proyek ini. (Foto : Doc/ L.A. Cicero)

Trubus.id -- Bayangkan jika kita bisa mengambil karbon dioksida dari pipa knalpot mobil dan sumber lainnya serta mengubah gas rumah kaca utama ini menjadi bahan bakar seperti gas alam atau propana. Yah, kini itu semua bisa menjadi kenyataan.

Beberapa penelitian terbaru menunjukkan beberapa keberhasilan dalam konversi ini, tetapi pendekatan baru dari para insinyur Universitas Stanford menghasilkan etana, propana, dan butana empat kali lebih banyak daripada metode yang ada yang menggunakan proses serupa. Meskipun bukan obat penawar iklim, kemajuan ini dapat secara signifikan mengurangi dampak jangka pendek pada pemanasan global.

"Orang dapat membayangkan siklus netral karbon yang menghasilkan bahan bakar dari karbon dioksida dan kemudian membakarnya, menciptakan karbon dioksida baru yang kemudian diubah menjadi bahan bakar," kata Matteo Cargnello, asisten profesor teknik kimia di Stanford yang memimpin penelitian, diterbitkan di Angewandte Chemie.

Baca Lainnya : Kepunahan Gajah Picu Peningkatan Karbon Dioksida di Atmosfer

Meskipun prosesnya masih hanya prototipe berbasis laboratorium, para peneliti berharap itu bisa diperluas cukup untuk menghasilkan jumlah bahan bakar yang dapat digunakan. Namun, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum konsumen rata-rata dapat membeli produk berdasarkan teknologi tersebut. Langkah selanjutnya termasuk mencoba mengurangi produk samping yang berbahaya dari reaksi ini, seperti polutan karbon monoksida yang beracun. Kelompok ini juga mengembangkan cara untuk membuat produk bermanfaat lainnya, bukan hanya bahan bakar. Salah satu produk tersebut adalah olefin, yang dapat digunakan dalam sejumlah aplikasi industri dan merupakan bahan utama untuk plastik.

Dua langkah dalam satu upaya

Upaya sebelumnya untuk mengubah CO2 menjadi bahan bakar melibatkan proses dua langkah. Langkah pertama mengurangi CO2 menjadi karbon monoksida, lalu yang kedua menggabungkan CO dengan hidrogen untuk membuat bahan bakar hidrokarbon. Paling sederhana dari bahan bakar ini adalah metana, tetapi bahan bakar lain yang dapat diproduksi termasuk etana, propana dan butana. Etana adalah kerabat dekat gas alam dan dapat digunakan secara industri untuk membuat etilena, prekursor plastik. Propana biasanya digunakan untuk memanaskan rumah dan menyalakan pemanggang gas. Butana adalah bahan bakar umum dalam korek api dan kompor.

Cargnello berpikir menyelesaikan kedua langkah dalam satu reaksi akan jauh lebih efisien, dan mulai membuat katalis baru yang secara bersamaan dapat melepaskan molekul oksigen dari CO2 dan menggabungkannya dengan hidrogen. (Katalis menginduksi reaksi kimia tanpa digunakan dalam reaksi itu sendiri.) Tim berhasil dengan menggabungkan nanopartikel rutenium dan besi oksida menjadi katalis.

"Ini nugget ruthenium duduk di inti dan dikemas dalam selubung luar dari besi," kata Aisulu Aitbekova, seorang kandidat doktor di lab Cargnello dan penulis utama makalah itu. "Struktur ini mengaktifkan pembentukan hidrokarbon dari CO2. Ini meningkatkan proses awal hingga selesai."

Baca Lainnya : Konsentrasi Karbon Dioksida di Atmosfer Bumi Capai Tingkat Tak Terlihat Selama 3 Juta Tahun

Tim tidak berangkat untuk membuat struktur cangkang inti ini tetapi menemukannya melalui kolaborasi dengan Simon Bare, ilmuwan staf terkemuka, dan lainnya di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC. Teknologi karakterisasi sinar-X canggih SLAC membantu para peneliti memvisualisasikan dan memeriksa struktur katalis baru mereka. Tanpa kolaborasi ini, Cargnello mengatakan mereka tidak akan menemukan struktur yang optimal.

"Saat itulah kami mulai merekayasa bahan ini secara langsung dalam konfigurasi inti-kulit. Kemudian kami menunjukkan bahwa begitu kami melakukannya, hasil hidrokarbon meningkat sangat pesat," kata Cargnello. "Ini adalah sesuatu tentang struktur yang secara spesifik membantu reaksi."

Cargnello berpikir kedua katalis tersebut bertindak dengan gaya tag-team untuk meningkatkan sintesis. Dia menduga ruthenium membuat hidrogen siap secara kimia untuk mengikat dengan karbon dari CO2. Hidrogen kemudian tumpah ke cangkang besi, yang membuat karbon dioksida lebih reaktif.

Ketika kelompok menguji katalis mereka di laboratorium, mereka menemukan bahwa hasil bahan bakar seperti etana, propana dan butana jauh lebih tinggi daripada katalis mereka sebelumnya. Namun, grup ini masih menghadapi beberapa tantangan. Mereka ingin mengurangi penggunaan logam mulia seperti ruthenium, dan mengoptimalkan katalis sehingga hanya dapat membuat bahan bakar spesifik secara selektif. [RN]

  0


500 Karakter

Artikel Terkait

Bagikan: