Mengambil pelajaran dari kehidupan tumbuhan, para ilmuwan telah menggunakan cetak biru fotosintesis untuk memanfaatkan kekuatan sinar matahari dan mengubah dua gas rumah kaca yang paling merusak menjadi bahan kimia yang berguna dan berharga yang kemudian dapat digunakan untuk memproduksi bahan bakar dan memainkan peran penting dalam manufaktur.
Para peneliti dari Universitas McGill telah mengembangkan proses baru yang dikenal sebagai pencangkokan atom oksigen berbasis foto, yang menggunakan emas, paladium, dan galium nitrida sebagai katalis untuk mengubah karbon dioksida dan metana secara kimiawi menjadi karbon monoksida dan metanol hijau saat terkena sinar matahari.
“Bayangkan sebuah dunia di mana gas buang dari mobil Anda atau emisi dari pabrik dapat diubah, dengan bantuan sinar matahari, menjadi bahan bakar bersih untuk kendaraan, bahan dasar untuk plastik sehari-hari, dan energi yang disimpan dalam baterai,” kata salah satu penulis pertama Hui Su, dari Departemen Kimia McGill. “Itulah jenis transformasi yang dimungkinkan oleh proses kimia baru ini.”
Meskipun prosesnya dibahas secara menyeluruh dalam makalah ini, pada dasarnya metode ini memulai reaksi berantai yang menyebabkan atom oksigen terlepas dari karbon dioksida dan melompat ke molekul metana, mengubahnya menjadi metanol hijau. Meskipun masih memiliki kekurangan – seperti mudah terbakar dan kepraktisan yang tinggi, memerlukan ukuran tangki bahan bakar yang lebih besar – jenis metanol terbarukan ini menghasilkan antara 60-95% lebih sedikit emisi CO2 daripada bahan bakar konvensional. Bahan bakar ini juga dapat ditingkatkan skalanya, dapat disesuaikan dengan metode produksi penangkapan karbon, dan tidak bergantung pada bahan bakar fosil.
Karbon monoksida (CO) juga diproduksi sebagai produk sampingan, dan meskipun dikenal sebagai pembunuh diam-diam karena sifatnya yang beracun dan tidak berbau, ia juga menjadi fokus penelitian medis dan bagaimana hal itu dapat membantu mengatasi peradangan dan dalam mengobati cedera paru-paru akut, sepsis, dan transplantasi organ.
“Dengan memanfaatkan energi matahari yang melimpah, pada dasarnya kita dapat mendaur ulang dua gas rumah kaca menjadi produk yang bermanfaat,” kata penulis utama Chao-Jun Li, seorang profesor di Departemen Kimia dan Ketua Riset Kanada di bidang Kimia Hijau/Organik. “Proses ini bekerja pada suhu ruangan dan tidak memerlukan panas tinggi atau bahan kimia keras yang digunakan dalam reaksi kimia lainnya,”
Seperti halnya tanaman mengubah CO2 dan H2O menjadi energi dan oksigen, dengan bantuan sinar matahari, metode baru ini juga melakukan hal yang sama, dengan sumber daya yang melimpah dan mudah didapat. Produk yang mengkatalisis CO2 dan metana tidaklah murah, tetapi produk tersebut kuat untuk penyambungan atom oksigen yang digerakkan oleh cahaya yang mendorong reaksi kimia ini.
“Inovasi ini menawarkan jalur yang menjanjikan menuju target Kanada untuk mencapai emisi nol bersih pada tahun 2050 dan mengubah tantangan lingkungan menjadi peluang untuk masa depan yang lebih berkelanjutan,” kata salah satu penulis pertama Jing-Tan Han, seorang mahasiswa PhD di Departemen Kimia.
Studi ini dipublikasikan dalam jurnal Komunikasi Alam.
Sumber: Universitas McGill
