Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Katoda Hemat Biaya Percepat Produksi Hidrogen Ramah Lingkungan

Menunjukkan bahwa strategi rekonstruksi permukaan dapat menghasilkan katoda berbasis logam non-mulia yang tahan lama dan mempercepat reaksi evolusi hidrogen (HER) untuk aplikasi komersial PEM.

27 Apr 2025, 21.35 WIB

69 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan potensi besar dari katoda berbasis logam non-nobel dalam produksi hidrogen yang terjangkau.
Rekonstruksi permukaan dapat meningkatkan efisiensi reaksi evolusi hidrogen secara signifikan.
Hasil penelitian ini mendekatkan kita pada tujuan produksi hidrogen yang lebih ekonomis dan berkelanjutan.

Sendai, Jepang - Para ilmuwan di Jepang telah menemukan bahwa strategi rekonstruksi permukaan dapat menghasilkan katoda berbasis logam non-mulia yang tahan lama dan mempercepat reaksi evolusi hidrogen (HER). Penelitian ini dilakukan oleh para peneliti dari Universitas Tohoku dan diterbitkan dalam jurnal Advanced Energy Materials. Mereka menunjukkan bahwa katoda ini dapat mempertahankan kinerjanya selama lebih dari 300 jam dan biaya produksinya sangat dekat dengan target produksi hidrogen Departemen Energi AS untuk tahun 2026.

Penelitian ini menggunakan fosfida logam transisi (TMP) sebagai katalis yang menjanjikan untuk meningkatkan efisiensi HER. Dengan menambahkan F dalam kisi CoP1-x, terbentuk situs vakansi P di permukaan yang mengarah pada lebih banyak situs aktif yang dapat mempercepat HER. Hasil ini tidak hanya diuji dalam skala laboratorium tetapi juga diperluas ke skala komersial dengan menggunakan PEM electrolyzer.

Para ilmuwan berharap bahwa temuan ini dapat menjadi dasar untuk desain rasional katoda berbasis logam non-mulia lainnya untuk aplikasi PEM komersial. Mereka menekankan bahwa tujuan akhir dari penelitian ini adalah untuk membuat teknologi ini dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dengan biaya produksi yang hanya sedikit di atas target yang ditetapkan, mereka optimis bahwa metode ini dapat menjadi solusi terjangkau untuk produksi bahan bakar hidrogen.

--------------------

Analisis Kami: Pendekatan rekonstruksi permukaan dengan modifikasi fluor pada CoP merupakan inovasi penting yang menjembatani jurang antara laboratorium dan aplikasi industri nyata dalam produksi hidrogen. Ini menunjukkan bahwa melalui pemahaman mendalam tentang sifat fisikokimia material katalis, kita dapat mempercepat komersialisasi teknologi energi terbarukan yang sangat dibutuhkan.

--------------------

Analisis Ahli:

Heng Liu: Kemampuan katoda yang dimodifikasi F ini untuk bertahan lama dan menjaga performa optimal menunjukkan potensi besar dalam aplikasi nyata dan membantu menurunkan biaya produksi hidrogen.

Peneliti Tohoku University: Rekonstruksi permukaan dari Co─P ke Co amorf aktif secara katalitik merupakan terobosan yang memungkinkan penggunaan logam non-mulia di kondisi asam yang keras.

--------------------

What's Next: Dalam beberapa tahun ke depan, penggunaan teknologi rekonstruksi permukaan pada katoda non-mulia akan menjadi standar dalam industri produksi hidrogen komersial, menurunkan biaya produksi bahan bakar ramah lingkungan dan mempercepat adopsi hidrogen sebagai sumber energi alternatif.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/cheap-scalable-hydrogen-fuel-production-possible

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditunjukkan oleh para ilmuwan di Jepang terkait produksi hidrogen?

Para ilmuwan di Jepang menunjukkan bahwa strategi rekonstruksi permukaan dapat menghasilkan katoda berbasis logam non-nobel yang tahan lama untuk produksi hidrogen.

Mengapa katalis berbasis logam non-nobel menjadi fokus penelitian?

Katalis berbasis logam non-nobel menjadi fokus penelitian karena mereka lebih terjangkau dan dapat meningkatkan efisiensi reaksi evolusi hidrogen.

Apa yang dimaksud dengan rekonstruksi permukaan dalam konteks penelitian ini?

Rekonstruksi permukaan merujuk pada proses di mana struktur permukaan katoda diubah untuk meningkatkan situs aktif yang mempercepat reaksi evolusi hidrogen.

Berapa lama kinerja katoda yang dimodifikasi F dapat dipertahankan?

Kinerja katoda yang dimodifikasi F dapat dipertahankan selama lebih dari 300 jam.

Apa tujuan utama dari penelitian ini dalam konteks aplikasi komersial?

Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk merancang katoda berbasis logam non-nobel yang efisien untuk aplikasi elektroliser membran pertukaran proton secara komersial.