7 hours ago
2
Ilmuwan Cambridge mengembangkan “daun buatan” bertenaga surya yang meniru fotosintesis untuk mengubah karbon dioksida menjadi bahan kimia bernilai tinggi.(Celine Yeung)
TIM ilmuwan dari University of Cambridge berhasil mengembangkan “daun buatan” bertenaga surya yang meniru proses fotosintesis untuk menghasilkan bahan kimia bernilai tinggi secara berkelanjutan. Perangkat biohibrida ini menggabungkan semikonduktor organik dan enzim untuk mengubah karbon dioksida (CO2) dan sinar matahari menjadi formate, bahan bakar bersih yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai reaksi kimia.
Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Joule ini menunjukkan perangkat tersebut bekerja secara mandiri tanpa bahan fosil, tidak beracun, dan memiliki efisiensi tinggi. Dalam uji laboratorium, tim berhasil menggunakan energi matahari untuk mengonversi CO2 menjadi formate, yang kemudian dipakai langsung dalam reaksi berantai untuk membuat senyawa penting di industri farmasi dengan hasil dan kemurnian tinggi.
“Jika kita ingin membangun ekonomi sirkular dan berkelanjutan, industri kimia adalah tantangan besar yang harus diatasi,” ujar Profesor Erwin Reisner dari Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge, yang memimpin penelitian ini. “Kita harus menemukan cara untuk menghapus ketergantungan sektor ini pada bahan bakar fosil. Jika berhasil, ini akan menjadi peluang besar.”
Berbeda dari desain sebelumnya yang menggunakan bahan penyerap cahaya beracun atau tidak stabil, model baru ini mengandalkan material organik yang aman dan lebih efisien. Perangkat tersebut memanfaatkan enzim dari bakteri pereduksi sulfat untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen atau mengonversi CO2 menjadi formate.
Dr. Celine Yeung, penulis pertama studi ini, menjelaskan bahwa perangkat mereka menggabungkan keunggulan dua dunia: “Semikonduktor organik bersifat dapat disesuaikan dan tidak beracun, sementara biokatalis sangat selektif dan efisien.”
Sementara itu, Dr. Yongpeng Liu, rekan penulis dari tim yang sama, menambahkan bahwa keberhasilan ini merupakan hasil dari upaya panjang memahami cara kerja enzim dan menyesuaikan material hingga tingkat nano. “Kami akhirnya menemukan cara untuk membuat semua komponen bekerja selaras, dari skala kecil hingga menjadi perangkat utuh,” ujarnya.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa daun buatan ini mampu menghasilkan arus tinggi dan efisiensi hampir sempurna dalam mengarahkan elektron ke reaksi pembentukan bahan bakar. Perangkat tersebut juga dapat beroperasi lebih dari 24 jam, dua kali lebih lama dibandingkan desain terdahulu.
Profesor Reisner menegaskan temuan ini membuka jalan menuju masa depan industri kimia yang lebih hijau. “Kami telah membuktikan perangkat tenaga surya dapat efisien, tahan lama, dan bebas dari komponen beracun. Ini bisa menjadi platform dasar untuk memproduksi bahan bakar serta bahan kimia hijau di masa depan,” katanya. (Science Daily/Z-2)
