Para peneliti yang dipimpin oleh Universitas Negeri Carolina Utara telah merekayasa lapisan tipis kerucut logam baru yang dapat mengubah cara kita menangkap karbon, mengubah CO2 atmosfer menjadi karbon dioksida.2 menjadi bahan bakar yang dapat digunakan. Inovasi ini menjanjikan langkah maju yang signifikan dalam solusi energi terbarukan.
Para peneliti yang dipimpin oleh Universitas Negeri Carolina Utara telah mengembangkan material inovatif yang dapat secara signifikan memajukan teknologi untuk mengubah karbon dioksida atmosfer (CO2) menjadi bahan bakar, menawarkan terobosan potensial dalam pencarian solusi energi terbarukan.
Tim ini merekayasa kelas material baru yang disebut metalcones, yang dirancang untuk mengubah CO2 menjadi metanol — bahan bakar cair.
"Pada dasarnya, tujuan dari proyek ini adalah untuk merekayasa permukaan yang memungkinkan kita mengubah karbon dioksida atmosfer menjadi metanol secara efisien," kata penulis korespondensi Gregory Parsons, Profesor Celanese Acetate di bidang Teknik Kimia dan Biomolekuler di NC State, dalam rilis berita.
Kerucut logam memiliki sifat organik dan anorganik, sehingga sangat cocok untuk tugas ini. Bahan anorganik biasanya padat dan stabil, sedangkan bahan organik lebih reaktif secara kimia dengan sifat seperti spons. Kerucut logam, sebagai hibrida, menawarkan yang terbaik dari kedua dunia.
“Kami ingin menemukan cara untuk membuat lapisan tipis metalcone yang mempertahankan sifat anorganik yang menjadikannya antarmuka yang baik antara bahan semikonduktor dan lingkungan cair di sekitarnya,” tambah Parsons. “Namun, kami juga ingin metalcone mempertahankan sifat organik yang menciptakan jalur yang efisien bagi elektron untuk bergerak.”
Akan tetapi, upaya-upaya di masa lalu menghadapi kendala yang signifikan.
"Masalahnya adalah bahwa metalcone menghadapi kendala yang signifikan untuk penggunaan praktis dalam konteks ini," imbuh penulis pertama Hyuenwoo Yang, seorang peneliti pascadoktoral di NC State, yang menjelaskan bahwa metalcone akan larut dalam larutan berair, sehingga tidak berguna kecuali jika mengalami pemanasan termal, yang kemudian menghilangkan sifat elektrokimianya.
Terobosan yang dicapai tim peneliti ini terjadi saat mereka menemukan bahwa pemanasan tincone, jenis khusus metalcone, pada suhu "sedang" 250 derajat Celsius berhasil menstabilkan material tersebut sambil mempertahankan sifat-sifat yang diinginkannya.
"Kami menemukan bahwa titik manisnya adalah pemanasan 'ringan' pada suhu 250 derajat Celsius," tambah Yang. "Hal ini membuat tincone jauh lebih stabil dalam elektrolit berair, yang diperlukan untuk penggunaan potensial dalam aplikasi reduksi karbon dioksida kimia fotolistrik. Selain meningkatkan stabilitasnya, pemanasan ringan juga meningkatkan pengangkutan muatan, sehingga sifat elektrokimianya semakin diinginkan untuk aplikasi ini."
Langkah selanjutnya dalam penelitian ini melibatkan pengikatan katalis karbon dioksida ke timah anil dan pengujian aplikasi praktisnya dalam mengubah CO atmosfer2 menjadi metanol.
Rekan penulisnya termasuk Christopher Oldham, Arun Joshi Reddy, dan Paul Maggard dari NC State, serta Carrie Donley, Renato Sampaio, John Dickenson, Pierpaolo Vecchi, dan Gerald Meyer dari Universitas North Carolina di Chapel Hill.
Penelitian tersebut, diterbitkan dalam ACS Applied Energy Materials, menandai tonggak penting dalam memajukan teknologi energi terbarukan. Potensi material ini untuk berkontribusi pada teknologi penangkapan dan konversi karbon yang lebih efisien dapat memiliki implikasi yang luas dalam perjuangan kita melawan perubahan iklim.