Ilmuwan Berhasil Ciptakan Bahan Bakar Netral Karbon dari Udara dan Matahari

Sainsped
Sainsped
•nature•4 menit baca

Para peneliti dari ETH Zurich telah mencapai sebuah tonggak sejarah baru dalam pengembangan teknologi energi bersih yang sangat luar biasa. Mereka berhasil mengembangkan sebuah sistem kilang surya yang mampu memproduksi bahan bakar hidrokarbon cair hanya dengan memanfaatkan atmosfer dan matahari. Ilmuwan Berhasil Ciptakan Bahan Bakar Netral Karbon dari Udara dan Matahari

Baca juga: Ilmuwan Temukan Cara Ubah Gula Menjadi Bahan Bakar Menggunakan Mikroba

Tim Peneliti dan Lokasi Pengembangan Teknologi

Pengembangan teknologi masa depan ini melibatkan kerja keras para ilmuwan ahli di bidang pembawa energi terbarukan dari Swiss dan Spanyol. Proyek ambisius ini bertujuan untuk menciptakan solusi nyata bagi industri transportasi yang selama ini sangat bergantung pada bahan bakar fosil.

Berikut adalah rincian mengenai tokoh kunci dan lokasi penelitian tersebut:

  • Pemimpin Penelitian: Profesor Aldo Steinfeld, yang merupakan Guru Besar Pembawa Energi Terbarukan di institusi ETH Zurich.
  • Institusi Utama: ETH Zurich yang berlokasi di Swiss menjadi pusat pengembangan komponen teknis dan pengujian awal sistem ini.
  • Lokasi Pengujian Lapangan: Tim peneliti melakukan pengujian sistem berskala besar di kilang surya milik IMDEA Energy yang terletak di Madrid.
  • Fasilitas Atap: Para ilmuwan juga mengoperasikan sistem kilang surya mini yang terpasang di atas atap laboratorium mereka di Zurich.

Langkah-Langkah Produksi Bahan Bakar Surya

Proses untuk mengubah udara dan cahaya menjadi energi cair melibatkan serangkaian tahapan kimia yang sangat kompleks namun bekerja sistematis. Selanjutnya, sistem ini mengintegrasikan tiga unit pemrosesan utama yang saling terhubung untuk memastikan efisiensi konversi energi tetap terjaga maksimal.

Berikut adalah tahapan penelitian dan produksi yang dilakukan oleh para ilmuwan:

  1. Penangkapan Udara: Unit penyerapan khusus menangkap karbon dioksida dan air secara langsung dari udara ambien di sekitar lokasi sistem.
  2. Konversi Termokimia: Energi matahari terkonsentrasi memicu reaksi kimia dalam reaktor surya untuk memecah molekul karbon dioksida dan uap air.
  3. Pembentukan Syngas: Proses pemecahan tersebut menghasilkan campuran gas hidrogen dan karbon monoksida yang secara teknis disebut sebagai gas sintesis.
  4. Sintesis Cairan: Unit pengolahan gas menjadi cair mengubah gas sintesis tersebut menjadi bahan bakar hidrokarbon seperti metanol atau minyak tanah.

Komponen Utama dan Ciri-Ciri Sistem Kilang Surya

Sistem ini memiliki karakteristik yang sangat unik karena seluruh operasionalnya hanya bergantung pada sumber daya alam yang melimpah. Selain itu, desain perangkat ini memungkinkan pemasangan di wilayah gurun yang memiliki paparan sinar matahari sangat tinggi sepanjang tahun.

Beberapa rincian teknis mengenai komponen sistem ini meliputi:

  • Konsentrator Parabola: Piringan besar berfungsi untuk memfokuskan radiasi matahari hingga ribuan kali lipat ke dalam lubang reaktor surya pusat.
  • Struktur Reaktor Ceria: Bagian dalam reaktor menggunakan struktur keramik berpori yang terbuat dari ceria untuk memfasilitasi pertukaran oksigen.
  • Netralitas Karbon: Bahan bakar ini disebut netral karbon karena hanya melepaskan karbon dioksida yang sebelumnya telah diserap dari atmosfer.
  • Fleksibilitas Produk: Sistem ini dapat dikonfigurasi untuk memproduksi berbagai jenis bahan bakar cair sesuai dengan kebutuhan spesifik industri transportasi.

Pentingnya Teknologi Bagi Sektor Transportasi Berat

Profesor Aldo Steinfeld menekankan bahwa teknologi ini merupakan jawaban bagi sektor penerbangan dan pengiriman laut yang sulit menggunakan listrik. Oleh karena itu, minyak tanah surya menjadi alternatif yang sangat menjanjikan untuk menggantikan bahan bakar jet konvensional di masa depan.

Beberapa keunggulan strategis dari temuan ini bagi dunia adalah:

  • Solusi Penerbangan: Minyak tanah hasil produksi matahari ini memiliki karakteristik yang identik dengan bahan bakar jet standar saat ini.
  • Efisiensi Logistik: Bahan bakar cair memiliki kepadatan energi yang jauh lebih tinggi dibandingkan baterai sehingga sangat ideal untuk perjalanan jauh.
  • Tanpa Emisi Tambahan: Penggunaan teknologi ini tidak menambah jumlah total karbon dioksida di atmosfer karena prosesnya yang bersifat siklus tertutup.
  • Skala Industri: Peneliti percaya bahwa kilang surya ini dapat dibangun secara masif untuk memenuhi permintaan bahan bakar dunia secara berkelanjutan.

Harapan Menuju Masa Depan Tanpa Fosil

Melalui keberhasilan pengoperasian kilang surya di Madrid dan Zurich, para ilmuwan kini memiliki landasan kuat untuk melakukan komersialisasi teknologi. Meskipun tantangan biaya produksi masih ada, namun potensi dampak positif bagi lingkungan global sangatlah besar dan tidak ternilai harganya.

Oleh sebab itu, tim dari ETH Zurich akan terus menyempurnakan efisiensi reaktor agar dapat bersaing dengan harga bahan bakar fosil. Dengan demikian, kita mungkin segera melihat pesawat terbang yang mengudara hanya dengan menggunakan bahan bakar hasil panen sinar matahari. Perjalanan menuju emisi nol bersih kini terasa semakin dekat berkat dedikasi para ilmuwan dalam mengeksplorasi potensi energi terbarukan ini. Ilmuwan Berhasil Ciptakan Bahan Bakar Netral Karbon dari Udara dan Matahari

Jurnal Referensi:

  • Remo Schäppi, David Rutz, Alexander Muroyama, Philipp Haueter, Fabian Dähler, Johan Lilliestam, Anthony Patt, Philipp Furler, Aldo Steinfeld. 2021. Drop-in Fuels from Sunlight and Air. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-04174-y
  • Postdam: https://www.iass-potsdam.de/en/news/making-aircraft-fuel-sunlight-and-air

 

 

 

 

Artikel Terkait