Ketua tim penelitian, Nabilah Dita Anaqah, menjelaskan hidrogen adalah bahan bakar bebas emisi karbon dengan energi mencapai 2,5 hingga 3 kali lebih besar ketimbang gasolin. Senyawa ini memiliki kemampuan pembakaran yang luas, sehingga mampu diaplikasikan dalam berbagai penerapan.
“Potensi dari senyawa ini dapat diterapkan di pembangkit listrik, hydrogen fuel cell, kendaraan hidrogen, hingga pembakaran,” jelas Nabila dalam keterangan tertulis, Jumat, 26 Januari 2024.
Mahasiswa Departemen Kimia ITS ini berupaya menguji efektivitas material fotokatalis dengan metode water splitting untuk produksi gas hidrogen. “Serupa dengan prinsip kerja metode elektrolisis yang menggunakan energi dari baterai, namun pada reaksi water splitting menggunakan energi foton matahari untuk menghasilkan energi,” papar dia.
Nabila memaparkan metode ini menggunakan energi matahari untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Material semikonduktor menjadi pemeran utama untuk menangkap energi cahaya, merangsang pemecahan air, dan memfasilitasi reaksi kimia yang ada.
“Pengembangan yang dilakukan bertujuan untuk menghadirkan efisiensi operasional yang tinggi dan memiliki karakteristik material yang sesuai,” jelas dia.
Menelaah berbagai jurnal, Nabila melihat material hematit (alpha-Fe2O3) memiliki band gap yang lebih kecil dibandingkan dengan material Titanium Oksida (TiO2) yang kerap digunakan dalam aplikasi fotokatalitik. Hal tersebut menunjukkan hematit lebih baik dalam menghasilkan pergerakan elektron saat terpapar cahaya.
“Namun, diperlukan modifikasi lanjutan guna menjamin kinerja dari material ini,” ujar dia.
Dikerjakan selama lima bulan, strategi modifikasi senyawa material hematit dilakukan dengan menambahkan doping material lain seperti Cerium Oksida (CeO2), nitrogen, dan karbon.
“Penambahan ini bertujuan menyempurnakan kekurangan dari tiap penambahan senyawa untuk memastikan kinerja dari sistem hingga mencegah timbulnya senyawa keluaran yang tidak diinginkan,” ujar mahasiswi angkatan 2020 ini.
Nabila mengungkapkan penggunaan semikonduktor tunggal hematit tidak mampu mengurangi laju karbon hingga menyentuh nilai yang ingin dicapai. Oleh karena itu, diperlukan semikonduktor lain berupa CeO2 yang memiliki stabilitas termal tinggi serta mencegah laju karbon.
“Modifikasi kedua material tersebut bertujuan untuk meningkatkan konversi energi matahari dan reaksi fotokatalitik,” tutur dia.
Sedangkan, penambahan material karbon mesopori terdoping nitrogen bertujuan meningkatkan kinerja reaksi reduksi oksigen guna menekan laju pembentukan oksigen dan meningkatkan produksi hidrogen.
“Penambahan seluruh material doping bertujuan agar memperoleh sifat material yang diinginkan untuk meningkatkan produksi hidrogen melalui metode water splitting,” papar dia.
Tim penelitian yang didampingi dosen Dr Yuly Kusumawati MSi ini juga melakukan berbagai pengecekan karakterisasi material guna memastikan keabsahan. Tak hanya itu, pengujian aktivitas fotokatalitik juga dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari perubahan jumlah komposisi doping Nitrogen dan Karbon.
“Lewat hal ini, efektivitas dari perubahan salah satu jumlah doping terhadap jumlah produksi hidrogen dapat tervisualisasikan,” tutur Nabila.
Dia berharap penelitian ini dapat membawa angin segar bagi pengembangan EBT di Indonesia. Dia dan tim ingin bekerja sama dengan Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) dalam mengembangkan metode water splitting ini.
“Semoga penelitian ini dapat digandeng oleh BRIN sehingga bisa menghasilkan energi bersih bagi masyarakat,” harap dia.
Penelitian ini juga berhasil meraih medali perunggu dalam ajang Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (Pimnas) kategori Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) Riset Eksakta (RE) 2023. Anggota tim penelitian ini terdiri dari Reca Ardiyanti Rahman, Mintang Mulyanto, Lioz Alexander, dan Andi Fitri Ayu Lestari yang berasal dari Departemen Kimia ITS angkatan 2020 dan 2021.
| Baca juga: Mahasiswa ITS Manfaatkan Limbah Aluminium untuk Hasilkan Sumber Energi Bersih |
Cek Berita dan Artikel yang lain di
Google News
