Key Issue: BRIN kembangkan material inovatif untuk ciptakan hidrogen bersih
BRIN Terus Berinovasi: Material Baru untuk Produksi Hidrogen Bersih
Key Issue – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) kembali menunjukkan kemajuan dalam bidang energi terbarukan dengan mengembangkan material inovatif berupa komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dalam proses pemisahan air (water splitting) guna memproduksi hidrogen dan oksigen bersih. Yusuf Mathiinul Hakim, seorang peneliti di Pusat Riset Katalisis BRIN, menjelaskan bahwa hidrogen merupakan sumber energi alternatif yang vital dalam upaya menuju keberlanjutan lingkungan. “Hidrogen memainkan peran penting sebagai bahan bakar hijau karena emisinya sangat rendah,” katanya dalam keterangan yang diterima di Jakarta, Minggu.
Tantangan dalam Pengembangan Material
Meski katalis berbasis logam transisi seperti NiFe-LDH telah banyak dikembangkan, Yusuf mengatakan bahwa keterbatasan konduktivitas masih menjadi hambatan utama dalam meningkatkan efektivitas material tersebut. “Banyak penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa NiFe-LDH memiliki aktivitas elektrokimia yang baik, tetapi konduktivitasnya kurang memadai untuk aplikasi skala besar,” ujarnya. Hal ini menyebabkan kinerja material dalam reaksi evolusi hidrogen tidak optimal, terutama pada kondisi operasional yang intens. Untuk mengatasi masalah ini, Yusuf dan tim melakukan eksperimen dengan menggabungkan NiFe-LDH dan Ag₃PO₄, sejenis semikonduktor yang memiliki sifat konduktif lebih baik.
“Pendekatan ini diharapkan mampu memodulasi struktur elektronik serta memperkuat interaksi antarfasa pada komposit dengan menggunakan X -ray Diffraction (XRD) dan Raman Spectroscopy,” ucap Yusuf Mathiinul Hakim.
Kombinasi kedua komponen ini bertujuan menciptakan heterostruktur yang memperbaiki sifat elektrokimia material. Proses pemisahan air memerlukan katalis yang mampu mempercepat reaksi pembentukan hidrogen dan oksigen, namun kemampuan konduktivitas sering menjadi kekurangan pada material logam transisi. Dengan memperkenalkan Ag₃PO₄ sebagai pendukung, tim BRIN berharap dapat meningkatkan laju reaksi dan stabilitas material. “Heterostruktur ini dirancang untuk mengoptimalkan distribusi elektron serta meningkatkan area permukaan aktif yang tersedia,” terangnya.
Hasil Penelitian dan Potensi Aplikasi
Pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa komposit NiFe-LDH/Ag₃PO₄ menawarkan performa yang lebih baik dibandingkan material tunggal. Dalam uji Linear Sweep Voltammetry (LSV), nilai overpotential komposit ini tercatat sebesar 156,6 mV, yang jauh lebih rendah dibandingkan NiFe murni atau Ag₃PO₄ secara terpisah. “Overpotential yang lebih rendah berarti energi yang dibutuhkan untuk memicu reaksi lebih sedikit, sehingga proses menjadi lebih efisien,” jelas Yusuf. Selain itu, nilai electrochemical surface area (ECSA) komposit ini meningkat secara signifikan, menunjukkan adanya peningkatan jumlah situs aktif yang dapat berperan dalam reaksi.
“Peningkatan ECSA ini menunjukkan pembentukan heterostruktur mampu menyediakan lebih banyak situs aktif untuk reaksi,” ucap Yusuf Mathiinul Hakim.
Menurut Yusuf, hasil penelitian ini menawarkan peluang besar dalam pengembangan material katalis untuk industri energi hijau. “Dengan sifat konduktif dan aktivitas elektrokimia yang ditingkatkan, komposit ini bisa menjadi alternatif andalan untuk produksi hidrogen berkelanjutan,” katanya. Penelitian ini juga membuka kemungkinan untuk mengurangi ketergantungan pada bahan katalis berharga seperti platinum, yang biasanya mahal dan langka. “Dengan biaya produksi relatif rendah, material ini bisa diakses oleh berbagai sektor industri dan masyarakat,” tambahnya.
Pengembangan material inovatif ini merupakan bagian dari upaya BRIN untuk mendorong transisi energi menuju lebih ramah lingkungan. Hidrogen bersih, jika diproduksi secara efisien, bisa menjadi solusi untuk mengatasi masalah polusi udara dan emisi karbon yang mengancam keberlanjutan bumi. “Material NiFe-LDH/Ag₃PO₄ adalah salah satu langkah penting dalam mengoptimalkan proses pemisahan air sebagai metode produksi hidrogen yang ramah lingkungan,” ujarnya. Selain itu, tim peneliti juga sedang mengeksplorasi variasi komposisi dan struktur untuk meningkatkan kestabilan serta daya tahan material dalam kondisi operasional jangka panjang.
Langkah Selanjutnya dalam Pengembangan Teknologi
Yusuf menegaskan bahwa penelitian ini hanya awal dari perjalanan pengembangan material katalis untuk produksi hidrogen bersih. “Kami sedang mempelajari cara memperbaiki struktur heterostruktur agar lebih tahan terhadap korosi dan degradasi,” katanya. Dalam jangka panjang, tim BRIN berharap material ini bisa digunakan dalam skala industri, terutama untuk pembangkit listrik berbasis hidrogen atau kendaraan listrik. “Penerapan komposit ini juga bisa membantu mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil,” tambahnya.
Dengan kemajuan teknologi yang terus berkembang, BRIN mengharapkan bahwa penelitian ini akan menjadi landasan untuk inovasi lainnya. “Kami akan terus mengoptimalkan material ini melalui eksperimen lanjutan dan kerja sama dengan institusi penelitian internasional,” ujarnya. Yusuf menutup keterangan dengan harapan bahwa temuan ini bisa memberikan dampak positif bagi Indonesia dalam menghadapi tantangan energi global. “Produksi hidrogen yang lebih efisien adalah kunci untuk mencapai keberlanjutan ekosistem dan menurunkan dampak lingkungan,” pungkasnya.
Penelitian ini menunjukkan bahwa BRIN terus berupaya memberikan solusi inovatif untuk kebutuhan energi masa depan. Dengan menggabungkan sifat fisik dan kimia dari dua bahan berbeda, tim peneliti berhasil menciptakan material yang lebih baik dalam meningkatkan efisiensi proses. Hasil penelitian ini tidak hanya berdampak pada pengembangan teknologi, tetapi juga bisa memperkuat posisi Indonesia sebagai negara penghasil energi hijau. “Kami yakin dengan pendekatan ini, Indonesia bisa menjadi pionir dalam produksi hidrogen bersih,” katanya.
