Karbon Dioksida Sebagai Sumber Energi? Kenapa Tidak

Tidak bisa dipungkiri, bumi kita saat ini tengah mengalami apa yang disebut dengan pemanasan global. Fenomena ini terjadi secara alami karena perilaku kita sendiri, dan sebenarnya merupakan mekanisme lingkungan untuk mencapai keseimbangan. Bukan sekedar insiden lingkungan pada umumnya, gaes, pemanasan global memaksa kita untuk membayar dengan cukup mahal terutama satu dekade terakhir ini.

Ada banyak kejadian alam yang mengurangi kenyamanan kita dan ada kalanya mengancam nyawa, mulai dari perubahan musim yang tidak teratur, gagal panen, banjir bandang, kemarau berkepanjangan, hingga membludaknya spesies hewan tertentu dan penyakit yang mengikutinya.

Di antara penyebab utama pemanasan global terdapat karbon dioksida yang eksis sebagai produk utama pembakaran bahan bakar fosil. Sudah banyak cara dan mekanisme ditempuh agar karbon dioksida yang dihasilkan tersebut tidak beredar banyak di lingkungan melalui penerapan teknologi seperti carbon capture atau carbon sequestration. Tapi, gaes, teknologi semacam itu menelan harga yang cukup mahal dan tidak sedikit yang berpendapat kalau cara itu sia-sia. Tapi, bukan manusia jika tidak banyak akalnya dan berani mewujudkan imajinasinya.

Terdorong oleh hasrat untuk memanfaatkan keberadaan karbon dioksida yang ‘gratis’ itu, sejumlah ilmuwan berinisiatif untuk memanfaatkannya sebagai sumber energi. Ya, benar-benar sumber energi yang bisa dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup kita. Kamu bisa bayangkan, nggak, udara yang kita hembuskan, asap knalpot dan hasil pembakaran sampah bisa digunakan sebagai sumber energi? Ternyata bisa, kok, gaes. Caranya gimana?

Imajinasi gila ini berusaha diwujudkan oleh para peneliti di Brookhaven National Laboratory yang beroperasi langsung di bawah Departemen Energi Amerika Serikat. Guna mewujudkan keinginan tersebut, mereka mengembangkan sebuah katalis listrik alias electrocatalyst yang dapat dengan mudah mengubah karbon dioksida (CO2) menjadi karbon monoksida (CO). Memang hanya berbeda satu atom oksigen, tapi keduanya punya karakteristik yang berbeda. Karbon monoksida sangat reaktif, nyaris tidak tampak, dan beracun sehingga sering menjadi biang kematian orang di dalam mobil karena tanpa sengaja menghirupnya.

Tapi, senyawa ini masih punya banyak kegunaan lain, gaes. FYI, CO dapat direaksikan dengan air sehingga menghasilkan gas yang kaya akan kandungan hidrogen atau direaksikan dengan hidrogen sehingga dapat dihasilkan bahan-bahan kimia yang berguna bagi kehidupan kita seperti aneka senyawa hidrokarbon atau alkohol. Tantangannya adalah menghasilkan reaksi yang mengubah CO2 menjadi CO secara ekonomis.

Nah, mengerti betul kegunaan CO, para peneliti ini mencari cara termudah dan paling murah untuk mengkonversi karbon dioksida menjadi karbon monoksida. Sudah banyak inisiatif yang dilakukan untuk menemukan mekanisme tersebut. Tapi, dapat dikatakan bahwa tidak satupun yang menghasilkan temuan yang ekonomis. Di sisi lain, terdapat tantangan teknis, yakni adanya proses ‘water splitting’ yang populer dengan nama Hydrogen Evolution Reaction (HER) yang berlangsung sebelum CO2 benar-benar bisa dikonversi.

Solusi atas HER sudah ditemukan. Salah satunya adalah dengan menggunakan logam mulia seperti emas dan platina. Tapi, logam ini mahal banget, bro. Jadinya, agar bisa mengkonversi CO2 menjadi CO dengan lebih murah dan masuk akal, mau tak mau mereka harus menemukan katalis jenis baru. Dan, mereka menemukannya dalam bentuk penggunaan atom nikel tunggal. Ini jauh lebih murah ketimbang menggunakan partikel nano logam mulia.

Ternyata, ada keunikan di balik penggunaan atom nikel tunggal ini, gaes.FYI, proses konversi ini berlangsung lancar jaya setelah memakai atom nikel. Ini tak lain karena permukaan atom nikel punya karakteristik yang berbeda dari atom-atom individual lainnya, yakni punya satu energi potensial yang seragam – pada atom lainnya, distribusi energi dan potensial energi yang ada di permukaan atomnya tidak sama.

Tidak hanya itu, gaes. Ternyata dengan menggunakan katalis atom nikel tunggal ini reaksi konversi karbon dioksida tersebut berlangsung jauh lebih lancar karena adanya interaksi antara atom-atom nikel dengan lapisan grafit yang ada di reaktor. Para peneliti ini baru sadar kalau ternyata interaksi atom nikel dengan lembaran grafit ini lah yang berkontribusi besar terhadap proses konversi dan menekan berlangsungnya HER. Bahkan, dari hasil perhitungan, penggunaan katalis nikel ini meningkatkan efisiensi konversi sebesar 97 persen!

Dengan ini, gaes, mereka sudah setahap lebih maju dalam proses reuse CO2 menjadi energi terbarukan dan bahan kimia. Yang kita nanti berikutnya adalah memaksimalkan keberadaan CO yang dihasilkan dalam proses ini untuk dijadikan sumber energi terbarukan. Kalau tidak, yang ada justru makin banyak orang mati keracunan.****