Daur ulang karbondioksida sebagai bahan bakar dengan katalis tembaga terbarukan

Daur ulang karbondioksida sebagai bahan bakar dengan katalis tembaga terbarukan
Selamam beberapa dekade para ilmuan telah mencari cara efektif untuk menghilangkan emisi karbondioksida diudara ,   dengan mendaur ulang mereka menjadi produk-produk seperti bahan bakar terbarukan . Namun proses mendaur ulang menjadi produk berguna adalah biaya yang mahal  dan dianggap boros  untuk mendapat produk yang lebih sedikit dibanding biaya yang dikeluarkan .



Sebuah studi yang baru di publikasikan 17 desember 2018 dalam jurnal katalis alam . bahwa para peneliti dari US Lawrence Barkeley National Laboratory  (Barkeley Lab) dan Joint center for Artificial Photosyntesis (JCAP) Menemukan cara daur ulang karbondioksia yang lebih ekonomis efisien melalui tembaga tunggal katalisator . 

Fakta baru tentang tembaga , permukaannya yang terasa halus disentuh namun pada tingkat mikroskopis permukaanya benar-benar bergelombang dan hal ini para ilmuan menyebutnya sebagai “situs aktif”  , joel Ager peneliti dari JCAP yang memimpin penelitian .

Situs aktif ini adalah tempat keajaiban elektrokatalis terjadi , electron dari permukaan tembaga berintraksi dengan karbondioksida dan air dalam  suatu proses yang mengubahnya menjadi produk seperti bahan bakar etanol ; etilena , precursor untuk kantong plastic dan propanol; alcohol yang biasa digunakan dalam industri farmasi .


Sejak tahun 1980-an ketika kemampuan tembaga diketahui dapat menjadi katalis untuk mengubah karbon menjadi berbagai produk selalu dianggap bahwa situs aktifnya tidak  sfesifik , dengan kata lain bahwa tembaga dapat menjadi katalis dalam membuat etanol ,etilen , propanol atau beberapa bahan kimia berbasis karbon lainnya tetapi harus melalui banyak langkah untuk memisahkan bahan kimia sisa yang tidak diinginkan yang terbentuk selama tahap-tahap peralihan reaksi kimia sebelum sampai ke tujuan akhir .

Menurut Ager , tujuan dari kimia berkelanjutan adalah mendapatkan produk yang anda inginkan selama sintesis kimia dan tidak perlu memisahkan hal-hal yang tidak anda inginkan dengan biaya yang mahal . sehingga mengurangi kelayakan ekonomi bahan bakar solar berbasis karbon .
Ketika Ager dan co-author Yanwei Lum , yang merupakan UC Barkeley Ph.D. siswa di lab Ager pada saat penelitian , sedang meneliti siat katalitik tembaga untuk proyek bahan bakar matahari  , mereka berasumsi bahwa bagaimana jika menggunakan prinsi Fotosintesis alam , dengan menggunakan electron dari sel surya untuk menggerakkan situs aktif tertentu dari katalis tembaga untuk membuat aliran produk murni dari bahan bakar atau kimia berbasis karbon .


Melalui penelitian sebelumnya bahwa sifat teroksidasi atau tembaga berkarat merupakan katalis yang sangat baik untuk membuat etanol , etilen dan propanol . para peneliti berandai-andai bahwa jika situs aktif dalam tembaga bersifat sfesifik prooduk mereka dapat melacak bahan kimia melalui isotop karbon dengan menganalogikan sperti paspor dengan perangko yang member tahu kta Negara apa yang mereka kunjungi ‘’ dan menurut Ager ini adalah ide yang tidak jelas , mengingat bahwa penelitian sebelumnya menggunakan isotop ie menemukan jalur reaksi baru . 


Setelah melakukan beberapa kali percobaan Lum kemudian  menggunakan Spektrometri massa state of the art dan spektroskopi NMR (Resonansi megnetik nuklir) di JAP untuk menganalisis hasil, mereka menemukan bahwa tiga produk etilen , etanol dan propanol memiliki tanda isotop yayng berbeda menunjukan bahwa mereka berasal dari situs yang berbeda pada katalis .

Dengan menggunakan dua isotop karbon , karbon-12 dan karbon-13sebagai perangko paspor . karbondioksida diberi label dengan karbon -12 dan karbon monoksida kunci prantara dalam pembentukan ikatan karbon diberi label dengan karbon-13 . menurut metodologi mereka  para peneliti beralasan bahwa rasio karbon-13 versus karbon-12 yang ditemukan dalam produk akan menentukan darimana situs aktif produk kimia berasal .


Dan penemuan ini menjadi langkah awal untuk mengisolasi dan mengidentifikasi situs-situs bebeda tersebut selanjutnya . dengan menempatkan situs khusus produk ini ke dalam katalis tunggal suatu hari nanti dapat menghasilkan produk kimia yang sangat efisien dan selektif . 


Journal Reference :
1. Yanwei Lum, Joel W. Ager. Evidence for product-specific active sites on oxide-derived Cu catalysts for electrochemical CO2 reduction . Nature Catalysis , 2018; DOI: 10.1038/s41929-018-0201-7

Source: dailyscience

0 Response to "Daur ulang karbondioksida sebagai bahan bakar dengan katalis tembaga terbarukan"

Post a Comment

santun

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel