Key Issue: BRIN kembangkan material inovatif untuk ciptakan hidrogen bersih

BRIN Kembangkan Material Inovatif untuk Ciptakan Hidrogen Bersih

Key Issue - Jakarta – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mengungkapkan kemajuan baru dalam pengembangan material untuk memproduksi hidrogen bersih. Dalam sebuah penelitian yang dilakukan oleh tim di Pusat Riset Katalisis BRIN, mereka berhasil membuat komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄, yang bertujuan meningkatkan efisiensi proses pemisahan air (water splitting) dalam menghasilkan gas hidrogen dan oksigen. Proses ini dianggap krusial untuk mendukung transisi energi ke sumber yang lebih ramah lingkungan. Yusuf Mathiinul Hakim, salah satu peneliti dalam proyek ini, menjelaskan bahwa material tersebut memiliki potensi besar dalam mengurangi biaya produksi dan meningkatkan kinerja elektrokimia.

Potensi Hidrogen dalam Energi Berkelanjutan

Menurut Yusuf, hidrogen telah lama dianggap sebagai salah satu alternatif energi bersih karena tidak menghasilkan emisi karbon saat digunakan. Namun, masalah utama dalam produksi massal hidrogen adalah kebutuhan energi listrik yang tinggi dan efisiensi reaksi yang masih perlu ditingkatkan. "Material NiFe-LDH sudah banyak digunakan sebagai katalis karena memiliki biaya rendah dan aktivitas elektrokimia yang baik," katanya dalam wawancara yang dilakukan di Jakarta, Minggu. Namun, ia menyoroti bahwa kekurangan konduktivitas listrik tetap menjadi hambatan dalam meningkatkan efektivitas reaksi evolusi hidrogen.

"Material NiFe-LDH telah banyak dikembangkan sebagai katalis berbasis logam transisi karena memiliki biaya produksi relatif rendah dan aktivitas elektrokimia yang baik," ujarnya.

Untuk mengatasi tantangan tersebut, Yusuf dan tim melakukan penelitian dengan menggabungkan NiFe-LDH dengan Ag₃PO₄, sebuah semikonduktor yang dikenal memiliki sifat optik dan elektronik unik. Pendekatan ini bertujuan memodifikasi struktur elektronik dan memperkuat interaksi antarfasa dalam komposit. "Pendekatan ini diharapkan mampu memodulasi struktur elektronik serta memperkuat interaksi antarfasa pada komposit dengan menggunakan X -ray Diffraction (XRD) dan Raman Spectroscopy," tambahnya.

Inovasi Heterostruktur dalam Material Katalis

Komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄ didesain dengan pendekatan heterostruktur, yang memungkinkan integrasi dua jenis material untuk mengoptimalkan reaksi kimia. Yusuf menjelaskan bahwa kombinasi ini menciptakan interface yang lebih efektif, sehingga mempercepat transfer elektron dan meningkatkan respons reaksi. "Dengan heterostruktur, kita bisa menciptakan lebih banyak situs aktif yang berperan dalam memisahkan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen," ujarnya.

"Pendekatan ini diharapkan mampu memodulasi struktur elektronik serta memperkuat interaksi antarfasa pada komposit dengan menggunakan X -ray Diffraction (XRD) dan Raman Spectroscopy," ujarnya.

Pada uji coba Laboratorium Tambah Laju Potensial (LSV), komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄ menunjukkan hasil yang signifikan. Nilai electrochemical surface area (ECSA) dari material ini meningkat secara signifikan dibandingkan NiFe-LDH murni atau Ag₃PO₄ secara terpisah. "Hasil pengujian menunjukkan bahwa komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄ memiliki overpotential terendah sebesar 156,6 mV, yang lebih baik dari material penyusunnya," jelas Yusuf. Overpotential yang rendah berarti energi yang diperlukan untuk memicu reaksi berkurang, sehingga mempercepat proses produksi hidrogen.

Manfaat dan Aplikasi Material Baru

Temuan ini memberikan harapan baru untuk pengembangan material katalis yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Yusuf menegaskan bahwa peningkatan ECSA menunjukkan keberhasilan dalam menyediakan area reaksi yang lebih luas, sehingga meningkatkan kapasitas produksi gas. "Peningkatan ECSA ini menunjukkan pembentukan heterostruktur mampu menyediakan lebih banyak situs aktif untuk reaksi," kata Yusuf Mathiinul Hakim.

"Peningkatan ECSA ini menunjukkan pembentukan heterostruktur mampu menyediakan lebih banyak situs aktif untuk reaksi," ucap Yusuf Mathiinul Hakim.

Menurut Yusuf, keberhasilan ini tidak hanya berdampak pada efisiensi produksi hidrogen, tetapi juga pada keberlanjutan energi secara keseluruhan. "Dengan material ini, kita bisa mendukung penggunaan energi terbarukan dengan cara yang lebih praktis dan ekonomis," imbuhnya. Penelitian ini diharapkan menjadi fondasi untuk pengembangan teknologi produksi hidrogen yang lebih masal, terutama dalam konteks perubahan iklim dan kebutuhan energi global.

Komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄ juga memiliki potensi untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti bahan bakar sel bahan bakar atau baterai. Yusuf menjelaskan bahwa material inovatif ini bisa menjadi alternatif bagi bahan katalis konvensional yang sering kali mahal atau kurang stabil. "Selain itu, kita bisa memanfaatkan sifat fungsional dari Ag₃PO₄ untuk meningkatkan daya tahan komposit," katanya.

Dalam konteks keberlanjutan, penggunaan material NiFe-LDH/Ag₃PO₄ dapat mengurangi ketergantungan pada sumber daya alam yang terbatas. Yusuf menyebut bahwa NiFe-LDH memiliki sifat yang bisa diperbaiki dengan kombinasi Ag₃PO₄, sehingga menghasilkan katalis yang lebih optimal. "Pendekatan ini menunjukkan kemungkinan baru dalam rekayasa material untuk menghasilkan energi bersih," ujarnya.

Penelitian ini juga menyoroti pentingnya kolaborasi antarilmu dalam pengembangan teknologi. Yusuf menekankan bahwa penggabungan katalis berbasis logam transisi dengan semikonduktor pendukung memerlukan pemahaman mendalam tentang sifat material dan mekanisme reaksi. "Dengan metode XRD dan Raman Spectroscopy, kita bisa memastikan struktur material yang dihasilkan tepat untuk aplikasi tertentu," tambahnya.

Menurut Yusuf, penelitian ini merupakan langkah awal menuju penggunaan teknologi yang lebih canggih dalam produksi hidrogen. "Selanjutnya, kita perlu menguji material ini dalam skala lebih besar untuk melihat kinerjanya di lingkungan nyata," jelasnya. Yusuf optimis bahwa komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄ bisa menjadi bagian dari solusi energi hijau yang diperlukan di masa depan.

Kemajuan ini juga memberikan peluang bagi industri energi untuk mengembangkan sistem produksi hidrogen yang lebih efisien. Yusuf menegaskan bahwa material inovatif ini bisa mengurangi biaya produksi secara signifikan, sehingga lebih mudah diadopsi secara luas. "Dengan pengembangan ini, kita bisa mendekati tujuan energi berkelanjutan secara lebih cepat," katanya. Kemungkinan besar, penelitian ini akan menjadi dasar bagi penelitian lebih lanjut dalam bidang energi dan lingkungan.