Teknologi Inovatif Penangkap dan Konversi CO2 Meningkatkan Produksi Bahan Bakar Hijau

Para ilmuwan telah menemukan faktor-faktor kunci yang membatasi kinerja katalis tembaga dalam fotosintesis buatan yang mengubah karbon dioksida dan air menjadi bahan bakar yang berguna. Studi ini dipimpin oleh Lawrence Berkeley National Laboratory dan SLAC National Accelerator Laboratory di Amerika Serikat. Mereka menggunakan teknik sinar-X canggih untuk mengamati nanopartikel tembaga dalam aksi, mengungkapkan bagaimana katalis ini mengalami degradasi selama reaksi. Para peneliti menemukan dua proses yang menyebabkan degradasi katalis: migrasi dan koalesensi partikel serta pematangan Ostwald. Mereka juga menemukan bahwa menggunakan penyangga karbon dengan lapisan ionomer dapat membantu menstabilkan nanopartikel tembaga, mengurangi kerusakan, dan meningkatkan durabilitas selama reaksi reduksi elektrokimia CO2. Penemuan ini memberikan jawaban yang telah lama dicari untuk teka-teki yang telah ada selama beberapa dekade. Tim peneliti menggunakan teknik small-angle X-ray scattering (SAXS) dan mikroskop elektron untuk mengamati perubahan nanopartikel tembaga selama reaksi. Mereka juga menemukan bahwa tegangan yang lebih rendah mendorong lebih banyak pergerakan dan penggumpalan partikel, sementara tegangan yang lebih tinggi mempercepat proses pematangan Ostwald. Di masa depan, tim berencana untuk mengeksplorasi strategi perlindungan lebih lanjut untuk meningkatkan durabilitas katalis tembaga.

Para peneliti dari Lawrence Berkeley National Laboratory dan kolaborator internasional mereka telah mengembangkan daun buatan yang mampu mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar cair dan bahan kimia berharga lainnya hanya dengan menggunakan sinar matahari. Proyek ini merupakan bagian dari Liquid Sunlight Alliance (LiSA), sebuah inisiatif yang didanai oleh Departemen Energi Amerika Serikat dan melibatkan lebih dari 100 ilmuwan dari berbagai institusi. Para ilmuwan menggunakan perovskite sebagai fotoabsorber dan katalis tembaga yang dirancang menyerupai bunga kecil untuk mendorong reaksi kimia. Sistem ini dapat mengubah CO₂ menjadi molekul karbon-karbon (C2) menggunakan sinar matahari saja. Daun buatan ini berukuran sekitar sebesar perangko dan dapat menghasilkan bahan kimia C2 yang penting untuk berbagai industri, termasuk produksi bahan bakar dan plastik. Peidong Yang, seorang ilmuwan senior di Berkeley Lab, menjelaskan bahwa mereka harus bekerja pada komponen individu terlebih dahulu sebelum menyatukan semuanya. Tim berharap untuk meningkatkan efisiensi sistem dan memperbesar ukuran perangkat, mendekati skala teknologi untuk penggunaan praktis. Daun buatan ini memiliki potensi besar untuk menjadi solusi energi berkelanjutan di masa depan.

Dalam satu dekade terakhir, teknologi penangkapan udara langsung yang menarik CO2 dari atmosfer telah mengalami penurunan biaya yang signifikan. Perusahaan besar seperti Microsoft bersedia membayar lebih untuk memulai, tetapi perusahaan kecil masih enggan dengan harga tersebut. RepAir Carbon, sebuah startup, mengembangkan teknologi penangkapan karbon baru yang dapat menurunkan biaya hingga Rp 1.15 juta ($70) hingga Rp 1.32 juta ($80) per metrik ton. RepAir Carbon baru saja mengumpulkan Rp 246.68 miliar ($15 juta) dalam perpanjangan Seri A yang dipimpin oleh Extantia Capital dan Taranis Carbon Ventures, dengan partisipasi dari Ormat Technologies dan Repsol. Otoritas Inovasi Israel juga memberikan hibah sebesar Rp 49.34 miliar ($3 juta) . Teknologi RepAir menggunakan listrik untuk menangkap karbon, bukan pelarut yang harus dipanaskan, sehingga lebih efisien dan murah. Perangkat RepAir lebih mirip sel bahan bakar tetapi beroperasi seperti baterai, dengan dua elektroda yang dipisahkan oleh membran. Teknologi ini dapat menangkap karbon dari atmosfer dan aliran gas buang dari pembangkit listrik. RepAir sedang dalam pembicaraan dengan pengembang untuk menambahkan teknologinya pada turbin gas untuk menghilangkan emisi karbon dari pusat data.