Terobosan Hidrogen Hijau dan Energi Terbarukan

Sejumlah ilmuwan dari Zhengzhou University dan University of South Australia telah menciptakan film pendingin biodegradable yang dapat menurunkan suhu permukaan hingga 9.2°C tanpa memerlukan listrik. Ini adalah inovasi penting karena pendinginan saat ini sangat bergantung pada AC yang menyumbang penggunaan energi besar dan emisi karbon tinggi. Film ini terbuat dari polylactic acid (PLA), plastik yang bisa terurai dan berasal dari bahan tanaman seperti jagung atau tebu. Struktur film dibuat berpori dan mampu memantulkan hampir seluruh cahaya matahari sekaligus memungkinkan panas dari dalam bangunan keluar langsung ke luar angkasa. Kelebihan lain dari film ini adalah daya tahan terhadap kondisi keras, seperti perendaman dalam larutan asam dan paparan sinar UV selama berbulan-bulan, film tetap mempertahankan efektivitas pendinginannya. Ini berbeda dengan material biodegradabel sebelumnya yang tidak cukup tahan lama. Simulasi komputer menunjukkan film ini bisa mengurangi kebutuhan energi untuk pendinginan bangunan hingga 20 persen di kota-kota panas seperti Lhasa, China. Ini membantu menghemat energi dan mengurangi emisi gas rumah kaca secara signifikan. Selain untuk bangunan, ilmuwan juga melihat potensi penggunaan film ini di bidang lain seperti transportasi, pertanian, elektronik, bahkan dalam bidang medis sebagai pembalut pengatur suhu. Proses produksi film ini juga cukup sederhana dan cocok untuk skala produksi besar.

Saat ini dunia tengah berupaya mengurangi polusi dari sektor transportasi dengan mencari sumber energi yang lebih bersih. Hidrogen muncul sebagai solusi khususnya untuk kendaraan berat seperti truk, kapal, dan pesawat yang baterai listriknya tidak memadai. Memproduksi hidrogen ramah lingkungan dari air dengan bantuan sinar matahari menjadi fokus utama riset terbaru. Peneliti dari Linköping University di Swedia mengembangkan material berlapis gabungan silicon carbide kubik, cobalt oxide, dan nickel hydroxide yang mampu meningkatkan proses pemisahan muatan listrik. Struktur tiga lapis ini bekerja dengan lebih efisien untuk mengubah energi matahari menjadi reaksi kimia yang memecah air menjadi hidrogen dan oksigen. Salah satu masalah dalam teknologi ini adalah rekombinasi muatan, di mana muatan positif dan negatif saling membatalkan sebelum bereaksi. Dengan desain berlapis, proses tersebut berkurang, menghasilkan delapan kali lebih banyak hidrogen dibandingkan penggunaan bahan tunggal. Ini adalah langkah maju dalam teknologi produksi hidrogen hijau. Meski begitu, produksi hidrogen dari energi terbarukan saat ini masih rendah efisiensinya, hanya 1-3%. Target para peneliti adalah mencapai efisiensi minimal 10% agar teknologi ini dapat diterapkan secara komersial. Jika tercapai, hidrogen hijau dari sinar matahari ini akan mendukung kebutuhan energi bersih dunia terutama di sektor transportasi berat. Peneliti yakin dalam 5-10 tahun kedepan pencapaian efisiensi ini memungkinkan. Keberhasilan teknologi ini akan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan membantu mengurangi emisi karbon secara signifikan. Hasil riset ini telah dipublikasikan di jurnal ilmiah ternama sebagai bukti kemajuan riset energi hijau.

Para ilmuwan dari Centre for Nano and Soft Matter Sciences di Bengaluru, India, mengembangkan alat baru yang dapat memproduksi hidrogen hijau menggunakan energi matahari secara murni tanpa bahan bakar fosil. Teknologi ini menjanjikan pendekatan ramah lingkungan yang dapat diaplikasikan di berbagai industri dan rumah tangga. Perangkat ini menggunakan arsitektur heterojunction n-i-p yang inovatif, menggabungkan lapisan titanium dioksida, silikon, dan nikel oksida yang meningkatkan efisiensi pemisahan dan pengangkutan muatan listrik sehingga proses produksi hidrogen menjadi lebih cepat dan efisien. Teknik pembuatan dengan magnetron sputtering memungkinkan produksi yang presisi dan siap digunakan di industri secara skala besar. Hasil pengujian menunjukkan perangkat dapat menghasilkan voltase yang stabil, potensi awal rendah, dan tahan beroperasi selama lebih dari 10 jam dengan sedikit penurunan performa. Tim peneliti percaya teknologi ini akan membantu menekan biaya produksi dan meningkatkan akses terhadap energi hijau. Dengan pengembangan lebih lanjut, teknologi ini diharapkan dapat mendukung transisi energi bersih mulai dari penggunaan rumah tangga hingga sektor industri yang memerlukan hidrogen. Selain dari India, tim riset lain dari Korea Selatan juga mengembangkan material baru berbasis nanomaterial fosfida kobalt yang dapat meningkatkan produksi hidrogen dengan biaya lebih rendah, menandai kemajuan global dalam teknologi hidrogen hijau.

Australia menghadapi tantangan besar karena sebagian besar energinya masih berasal dari bahan bakar fosil, terutama di industri berat dan transportasi yang sulit dialiri listrik langsung. Untuk mengatasi hal ini, para peneliti mencari solusi energi bersih yang efisien dan terjangkau seperti hidrogen hijau. Tim dari CSIRO di Newcastle berhasil mengembangkan reaktor surya jenis beam-down yang inovatif untuk menghasilkan hidrogen hijau dengan mempergunakan energi matahari. Desain ini memantulkan sinar matahari ke sebuah platform di dekat tanah, berbeda dengan sistem konvensional yang menempatkan penerima di puncak menara. Reaktor ini menggunakan bahan doped ceria, mineral yang dimodifikasi sehingga dapat menyerap oksigen ketika dipanaskan dan kemudian mengeluarkan hidrogen ketika terkena uap air dalam proses termokimia dua langkah. Bahan ini dapat digunakan ulang sehingga proses menjadi efisien dan berkelanjutan. Pengujian skala demonstrasi menunjukkan sistem ini berhasil menyelesaikan siklus penuh dari penerimaan energi matahari hingga keluaran hidrogen dengan efisiensi yang menjanjikan, yaitu lebih dari 20 persen dalam konversi energi matahari menjadi hidrogen. Teknologi ini dapat mengubah Australia menjadi pemimpin dalam produksi hidrogen hijau dan mengurangi emisi di sektor-sektor yang sulit dialiri listrik, dengan potensi kinerja dan biaya yang makin bersaing dengan metode elektrolisis saat ini.

Energi fusi, yang dulu dianggap hanya impian jauh, kini makin nyata berkat kemajuan teknologi komputer, kecerdasan buatan, dan magnet superkonduktor suhu tinggi. Teknologi ini berpotensi memberikan sumber energi hampir tak terbatas yang meniru reaksi penyalaan matahari di Bumi. Perusahaan rintisan mengembangkan berbagai jenis reaktor fusi dengan harapan menghasilkan listrik secara komersial suatu hari nanti. Pada akhir 2022, sebuah laboratorium Departemen Energi AS berhasil melakukan reaksi fusi yang menghasilkan lebih banyak energi daripada energi laser yang digunakan, sebuah pencapaian penting yang mendorong kepercayaan bahwa ilmu di balik fusi itu benar dan memungkinkan untuk dikomersialkan. Beberapa startup fusi besar seperti Commonwealth Fusion Systems, TAE Technologies, dan Helion memimpin dengan berbagai desain reaktor mulai dari tokamak, field-reversed configuration, hingga magnetized target fusion. Masing-masing memiliki target dan waktu operasi yang berbeda, termasuk rencana operasional komersial dalam satu dekade ke depan. Investor ternama seperti Bill Gates, Jeff Bezos, Microsoft, dan perusahaan teknologi besar mendukung startup fusion ini dengan pendanaan besar-besaran, menunjukkan keyakinan mereka pada potensi revolusioner energi fusi sebagai solusi masa depan yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Meski ada tantangan teknis dan besar biaya pembangunan reaktor fusi, kemajuan pesat di bidang ini membawa harapan bahwa energi fusi akan bisa menggantikan sumber energi fosil dan memberikan solusi terhadap krisis energi global di masa depan.