Nationalgeographic.co.id—Sebuah perangkat elektrokimia baru kini menyimpan potensi yang signifikan untuk secara langsung memecah karbon dioksida (CO2) menjadi karbon murni dan oksigen murni.
Tim peneliti dari Nanjing University di Tiongkok menyatakan bahwa teknik inovatif ini dapat terbukti sangat bermanfaat untuk menghasilkan oksigen secara efisien di lingkungan yang ekstrem, seperti di bawah air Bumi dan bahkan di planet Mars.
Menariknya, perangkat yang baru dikembangkan ini menghilangkan kebutuhan akan kondisi tekanan dan suhu yang ketat yang biasanya diperlukan untuk memfasilitasi reaksi semacam itu.
Para peneliti, seperti dilansir laman Interesting Engineering, menyebutkan dalam siaran pers bahwa apabila daya yang dibutuhkan untuk proses ini berasal dari energi terbarukan, metode ini membuka jalan yang menjanjikan menuju netralitas karbon.
Selain itu, mereka menggarisbawahi bahwa ini merupakan metode yang praktis dan terkontrol untuk produksi O2 dari CO2 dengan potensi aplikasi yang sangat luas.
Mulai dari mendukung eksplorasi Mars dan menyediakan pasokan oksigen untuk pakaian antariksa hingga sistem pendukung kehidupan bawah air, masker pernapasan, pemurnian udara dalam ruangan, dan pengolahan limbah industri.
Hasilkan 98 Persen Oksigen
Proses tumbuhan melakukan fotosintesis, mengubah CO2 menjadi oksigen dan glukosa melalui proses yang bergantung pada atom hidrogen yang bertindak sebagai agen perantara, selama bertahun-tahun sulit direplikasi secara artifisial oleh para ilmuwan dalam kondisi sedang.
Namun, para peneliti dari Universitas Nanjing, bekerja sama dengan Universitas Fudan, telah mengembangkan teknik baru yang berhasil memecah CO2 secara langsung menjadi karbon dan oksigen. Berbeda dengan metode tradisional yang mengandalkan hidrogen, proses mereka menggunakan litium sebagai perantara utama.
Untuk mencapai pemecahan CO2 secara langsung ini, para peneliti merancang sebuah perangkat elektrokimia yang inovatif. Perangkat ini dilengkapi dengan katoda gas yang memiliki katalis berskala nano yang terbuat dari rutenium dan kobalt, serta anoda litium logam.
Cara kerjanya adalah sebagai berikut: ketika CO2 dimasukkan ke dalam katoda, ia mengalami reduksi elektrokimia dua tahap yang difasilitasi oleh litium. Pertama, CO2 bereaksi dengan litium membentuk litium karbonat (Li2 CO3).
Baca Juga: Karbon Biru: Rahasia Besar yang Mungkin Sebaiknya Tidak Kita Ungkap?
Selanjutnya, litium karbonat ini bereaksi lebih lanjut, menghasilkan litium oksida (Li2O) dan karbon elemental. Akhirnya, melalui proses oksidasi elektrokatalitik, litium oksida (Li2O) yang dihasilkan diubah kembali menjadi ion litium, sambil melepaskan gas oksigen (O2) sebagai produk sampingan.
Proses ini secara efektif mengubah CO2 menjadi karbon dan oksigen yang dapat digunakan. Tim tersebut mencatat dalam siaran pers bahwa pemakaian katalis RuCo yang dioptimalkan memungkinkan hasil O2 yang sangat tinggi, melebihi 98,6 persen, angka yang secara signifikan melampaui efisiensi fotosintesis alami.
Ideal untuk Atmosfer Mars
Teknologi pemecahan CO2 yang baru dikembangkan ini mendemonstrasikan fleksibilitasnya dengan berhasil beroperasi tidak hanya dengan karbon dioksida murni tetapi juga dengan berbagai campuran gas. Ini mencakup gas buang simulasi, yang meniru emisi industri, campuran CO2 dan oksigen, bahkan atmosfer Mars simulasi.
Atmosfer tipis Mars didominasi oleh CO2, dengan tekanan kurang dari satu persen tekanan atmosfer Bumi.
Guna mensimulasikan lingkungan ini untuk menguji teknologi pemecahan CO2, para peneliti membuat campuran gas yang terdiri dari argon dan konsentrasi CO2 yang sangat rendah, yaitu 1 persen. Akan tetapi, tim tersebut belum mengungkapkan jumlah spesifik oksigen yang dihasilkan dalam kondisi mirip Mars tersebut.
Apabila teknologi ini terbukti berfungsi dengan baik dalam kondisi Mars yang menantang, ia dapat sangat membantu penjelajah manusia di masa depan. Selain aplikasi di luar angkasa, teknologi ini secara menarik juga berpotensi mendukung habitat bawah air serta memfasilitasi pengembangan sistem pemurnian udara tingkat lanjut.
Baca Juga: Daun Buatan Ini Mampu Hasilkan Hidrokarbon dari Karbon Dioksida
---
Pengetahuan tak terbatas kini lebih dekat. Simak ragam ulasan jurnalistik seputar sejarah, sains, alam, dan lingkungan dari National Geographic Indonesia melalui pranala WhatsApp Channel https://shorturl.at/IbZ5i dan Google News https://shorturl.at/xtDSd. Ketika arus informasi begitu cepat, jadilah bagian dari komunitas yang haus akan pengetahuan mendalam dan akurat.
KOMENTAR