Terobosan Elektrokatalis Mengubah Karbon Dioksida Menjadi Etanol
REDAKSIBALI.COM – Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh para ilmuwan dari Argonne National Laboratory, Pritzker School of Molecular Engineering University of Chicago dan Northern Illinois University telah menemukan elektrokatalis baru yang dapat secara konsisten mengubah karbon dioksida dan air menjadi etanol dengan efisiensi energi yang sangat tinggi dan biaya rendah.
Demikian ditulis Scitechdaily.com bulan September tahun lalu dalam sebuah artikel yang berjudul ‘Terobosan Elektrokatalis Mengubah Karbon Dioksida Menjadi Etanol’
Menurut Scitechdaily.com penemuan ini dipublikasikan di jurnal Nature Energy.
Karena karbon dioksida adalah molekul yang stabil, mengubahnya menjadi molekul lain biasanya membutuhkan banyak energi dan mahal.
Tetapi proses baru secara elektrokimia dapat mengubah karbon dioksida yang dipancarkan dari proses industri, seperti bahan bakar fosil atau pabrik fermentasi alkohol menjadi komoditas berharga dengan biaya yang masuk akal. Etanol adalah bahan di hampir semua bensin A.S. dan banyak digunakan sebagai produk perantara dalam industri kimia, farmasi, dan kosmetik.
Dikutip dari scitechdaily.com, Di-Jia Liu, ahli kimia senior di divisi Ilmu Kimia dan Teknik Argonne dan ilmuwan UChicago CASE di Pritzker School of Molecular Teknik di Universitas Chicago mengatakan “Proses yang dihasilkan dari katalis kami akan berkontribusi pada perputaran ekonomi karbon, yang memerlukan penggunaan kembali karbon dioksida.”
Katalis tim terdiri dari tembaga yang terdispersi secara atom pada penyangga bubuk karbon. Dengan reaksi elektrokimia, katalis ini memecah karbon dioksida dan molekul air dan secara selektif menyusun kembali molekul yang rusak menjadi etanol di bawah medan listrik eksternal.
“Proses yang dihasilkan dari katalis kami akan berkontribusi pada ekonomi karbon sirkular, yang memerlukan penggunaan kembali karbon dioksida.” kata Di-Jia Liu
Upaya sebelumnya pada proses ini sering kali tidak terlalu baik dalam mengubah karbon dioksida sepenuhnya. Tetapi selektivitas elektrokatalitik, atau ‘efisiensi Faradaic’, dari metode baru ini lebih dari 90%. Jauh lebih tinggi daripada proses lain yang dilaporkan. Terlebih lagi, katalis beroperasi secara stabil selama operasi yang diperpanjang pada tegangan rendah.
“Kami dapat menggabungkan proses elektrokimia dari konversi karbon dioksida menjadi etanol menggunakan katalis kami ke jaringan listrik dan memanfaatkan listrik berbiaya rendah yang tersedia dari sumber terbarukan seperti matahari dan angin selama jam-jam di luar jam sibuk,” kata Liu.
Karena proses berjalan pada suhu dan tekanan rendah, proses ini dapat dimulai dan dihentikan dengan cepat sebagai respons terhadap pasokan listrik terbarukan yang terputus-putus.
“Kami telah menyiapkan beberapa katalis baru menggunakan pendekatan ini dan menemukan bahwa semuanya sangat efisien dalam mengubah karbon dioksida menjadi hidrokarbon lain,” kata Liu. “Kami berencana untuk melanjutkan penelitian ini bekerja sama dengan industri untuk memajukan teknologi yang menjanjikan ini.”
Penelitian tim mendapatkan manfaat dari Sumber Foton Tingkat Lanjut dan Pusat Material Skala Nano di Argonne, serta Pusat Sumber Daya Komputasi Laboratorium.
“Berkat fluks foton yang tinggi dari berkas sinar-X di APS, kami telah menangkap perubahan struktural katalis selama reaksi elektrokimia, ” kata Tao Li, asisten profesor di Departemen Kimia dan Biokimia di Northern Universitas Illinois dan asisten ilmuwan di divisi Ilmu X-ray Argonne
“Dengan penelitian ini, kami telah menemukan mekanisme katalitik baru untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi etanol,” kata rekan penulis Tao Xu, seorang profesor kimia fisik dan nanoteknologi dari Northern Illinois University. “Mekanisme tersebut juga harus memberikan dasar untuk pengembangan elektrokatalis yang sangat efisien untuk konversi karbon dioksida menjadi sejumlah besar bahan kimia bernilai tambah,” sambungnya
