Teknik revolusioner untuk menghasilkan hidrogen lebih efisien dari air

Berita21 Dilihat


Sebuah tim peneliti dari National University of Singapore yang terdiri dari Associate Professor Xue Jun Min (tengah), Dr Vincent Lee Wee Siang (kiri) dan Mr Zhong Haoyin (kiri), telah menemukan bahwa cahaya dapat memicu mekanisme elektro-katalitik baru dari elektrolisis air. . Penemuan inovatif ini dapat meningkatkan keterjangkauan hidrogen sebagai sumber energi bersih. Kredit: Universitas Nasional Singapura

Sebuah tim peneliti dari National University of Singapore (NUS) telah membuat penemuan ilmiah kebetulan yang berpotensi merevolusi cara air dipecah untuk melepaskan gas hidrogen — elemen penting untuk banyak proses industri.

Tim yang dipimpin oleh Associate Professor Xue Jun Min, Dr. Wang Xiaopeng dan Dr. Vincent Lee Wee Siang dari Department of Material Science and Engineering di bawah NUS College of Design and Engineering (NUS CDE), menemukan bahwa cahaya dapat memicu mekanisme dalam bahan katalitik yang digunakan secara luas dalam elektrolisis air, di mana air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen. Hasilnya adalah metode yang lebih hemat energi untuk memperoleh hidrogen.

Terobosan ini dicapai bekerja sama dengan Dr. Xi Shibo dari Institute of Sustainability for Chemicals, Energy and Environment di bawah Agency for Science, Technology and Research (A*STAR); Dr. Yu Zhigen dari Institut Komputasi Kinerja Tinggi di bawah A*STAR; dan Dr. Wang Hao dari Departemen Teknik Mesin di bawah NUS CDE.

“Kami menemukan bahwa pusat redoks untuk reaksi elektro-katalitik dialihkan antara logam dan oksigen, dipicu oleh cahaya,” kata Assoc. Prof Xue. “Ini sangat meningkatkan efisiensi elektrolisis air.”

Temuan baru ini berpotensi membuka metode industri baru dan lebih efektif untuk memproduksi hidrogen dan menempatkan sumber bahan bakar ramah lingkungan ini dalam jangkauan lebih banyak orang dan industri.

Asosiasi Prof Xue dan timnya merinci penemuan mereka dalam makalah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Alam pada 26 Oktober 2022.

Terobosan yang tidak disengaja

Dalam keadaan normal, Assoc. Prof Xue dan timnya mungkin tidak dapat menemukan penemuan yang begitu inovatif. Tetapi lampu langit-langit di laboratoriumnya secara tidak sengaja mati lampu hampir tiga tahun lalu memungkinkan mereka untuk mengamati sesuatu yang belum berhasil dilakukan oleh komunitas ilmiah global.

Saat itu, lampu langit-langit di Assoc. Laboratorium penelitian Prof. Xue biasanya dinyalakan selama 24 jam. Suatu malam di tahun 2019, lampu mati karena mati listrik. Ketika para peneliti kembali keesokan harinya, mereka menemukan bahwa kinerja bahan berbasis nikel oxyhydroxide dalam percobaan elektrolisis air, yang berlanjut dalam kegelapan, telah turun drastis.

“Penurunan performa ini, tidak ada yang pernah menyadarinya sebelumnya, karena belum pernah ada yang melakukan eksperimen dalam kegelapan,” kata Assoc. Prof Xue. “Juga, literatur mengatakan bahwa bahan semacam itu seharusnya tidak peka terhadap cahaya; cahaya seharusnya tidak berpengaruh pada sifat-sifatnya.”

Mekanisme elektro-katalitik dalam elektrolisis air adalah topik yang diteliti dengan sangat baik, sedangkan bahan berbasis nikel adalah bahan katalitik yang sangat umum. Oleh karena itu, untuk membuktikan bahwa mereka hampir menemukan sesuatu yang inovatif, Assoc. Prof Xue dan timnya memulai berbagai eksperimen berulang. Mereka menggali lebih dalam mekanisme di balik fenomena semacam itu. Mereka bahkan mengulangi percobaan di luar Singapura untuk memastikan bahwa temuan mereka konsisten.

Tiga tahun kemudian, Assoc. Prof Xue dan timnya akhirnya dapat membagikan temuan mereka secara terbuka dalam sebuah makalah.

Langkah selanjutnya

Dengan temuan mereka, tim sekarang sedang merancang cara baru untuk meningkatkan proses industri untuk menghasilkan hidrogen. Asosiasi Prof Xue menyarankan untuk membuat sel yang berisi air menjadi transparan, sehingga dapat memasukkan cahaya ke dalam proses pemisahan air.

“Ini membutuhkan lebih sedikit energi dalam proses elektrolisis, dan seharusnya lebih mudah menggunakan cahaya alami,” kata Assoc. Prof Xue. “Lebih banyak hidrogen dapat diproduksi dalam waktu yang lebih singkat, dengan lebih sedikit energi yang dikonsumsi.”

Perusahaan makanan menggunakan gas hidrogen untuk mengubah minyak dan lemak tak jenuh menjadi minyak jenuh, yang menghasilkan margarin dan mentega. Hidrogen juga digunakan untuk mengelas logam, karena dapat menghasilkan suhu tinggi 4.000 derajat C. Industri perminyakan menggunakan gas untuk menghilangkan kandungan belerang dari minyak.

Selain itu, hidrogen berpotensi digunakan sebagai bahan bakar. Telah lama disebut-sebut sebagai bahan bakar berkelanjutan, bahan bakar hidrogen tidak menghasilkan emisi karena terbakar saat bereaksi dengan oksigen—tidak diperlukan pengapian, menjadikannya sumber bahan bakar yang lebih bersih dan lebih ramah lingkungan. Ini juga lebih mudah disimpan, membuatnya lebih andal daripada baterai bertenaga surya.

Asosiasi Prof. Xue senang bahwa temuan dari tim penelitinya dapat berkontribusi pada penemuan ilmiah. Menurutnya, cara mengembangkan ilmu pengetahuan bukanlah dengan terus mencari cara baru untuk melakukan apa yang telah dilakukan, melainkan terus menerus mendobrak batasan.

“Hanya melalui akumulasi pengetahuan baru kita dapat memperbaiki masyarakat secara progresif,” kata Assoc. Prof Xue.

Informasi lebih lanjut:
Xiaopeng Wang dkk, Peran penting dari konversi geometrik NiO6 yang dapat dibalik dalam evolusi oksigen, Alam (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05296-7

Disediakan oleh Universitas Nasional Singapura


Kutipan: Teknik revolusioner untuk menghasilkan hidrogen lebih efisien dari air (2022, 27 Oktober) diambil 15 November 2022 dari https://phys.org/news/2022-10-revolutionary-technique-hydrogen-efficiently.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.




#Teknik #revolusioner #untuk #menghasilkan #hidrogen #lebih #efisien #dari #air

Source link

Komentar