Fotosintesis buatan menghasilkan hidrogen untuk sel bahan bakar

Sel bahan bakar yang ditenagai oleh hidrogen dan energi surya adalah dua harapan terbesar sebagai sumber energi untuk masa depan, yang lebih ramah lingkungan dan terutama berkelanjutan.

Kombinasi keduanya, kemudian, dianggap sangat bersih: memproduksi hidrogen untuk bahan bakar sel dengan memecah molekul air dengan sinar matahari sebenarnya akan menjadi yang terbaik dari semua dunia.

Inilah yang disebut fotosintesis buatan yang telah menjadi tujuan penelitian oleh berbagai kelompok ilmuwan di seluruh dunia dengan pendekatan yang berbeda.

Elektroda Fotokatalitik

Saat ini tim yang dipimpin oleh Thomas Nann dan Christopher Pickett dari University of East Anglia, di Inggris, menciptakan fotoelektroda yang efisien dan kuat yang dapat diproduksi dengan bahan umum yang murah.

Sistem baru terdiri dari elektroda emas yang dilapisi dengan lapisan yang dibentuk oleh nanopartikel Indium Phosphate (InP). Para peneliti terus menambahkan senyawa besi-sulfur [Fe2S2 (CO) 6] di atas lapisan.

Ketika direndam dalam air dan diterangi oleh sinar matahari, di bawah arus listrik yang relatif lemah, sistem fotoelektrokatalitik ini menghasilkan hidrogen dengan efisiensi 60%.

Efisiensi yang relatif tinggi ini merupakan kemajuan.

Fotosintesis buatan

Bahwa sistem bekerja, tidak ada keraguan. Tapi bagaimana cara kerjanya? Memahami mekanisme reaksi sangat penting untuk memperbaikinya dan membawanya ke aplikasi praktis. 

Para peneliti berteori mekanisme reaksi berikut: partikel cahaya diserap oleh nanocrstle InP, menarik elektron di dalamnya. Dalam keadaan tereksitasi ini elektron dapat ditransfer ke senyawa belerang besi.

Dalam reaksi katalitik, senyawa belerang besi kemudian mentransfer elektronnya ke ion hidrogen (H +) di air sekitarnya, yang dilepaskan dalam bentuk molekul hidrogen (H2). Elektroda emas menyediakan elektron yang dibutuhkan untuk mengisi kembali nanocrystals InP.

Hidrogen Industri

Berbeda dengan proses fotosintesis buatan yang sudah dijelaskan, sistem baru ini bekerja tanpa molekul organik. Molekul-molekul ini perlu diubah menjadi keadaan tereksitasi agar mereka dapat bereaksi, yang menyebabkan mereka terdegradasi dari waktu ke waktu.

Masalah ini membatasi masa hidup sistem fotosintesis buatan dengan komponen organik.

Sistem baru yang sekarang ditemukan adalah murni anorganik dan karena itu memiliki umur simpan yang lebih lama.

Sistem elektroda fotokatalitik baru yang kuat, efisien, murah dan bebas dari logam berat beracun, dapat menjadi alternatif yang sangat menjanjikan untuk produksi hidrogen industri.

Selain sangat menjanjikan, hidrogen untuk sel bahan bakar saat ini terbuat dari gas alam, sepupu dekat minyak.

Related Posts