Ilmuwan Hasilkan Hidrogen Bersih dari Sinar Matahari dan Limbah

Sinar matahari dan pupuk kandang adalah kombinasi yang mungkin akan dihindari oleh sebagian besar orang.

Namun, para peneliti di University of Illinois Chicago menemukan cara untuk membuat bahan bakar hidrogen dengan menggunakan sinar matahari dan limbah hayati, termasuk kotoran dan sekam.

Paling penting, teknik ini memangkas kebutuhan energi untuk membuat bahan bakar hingga 600%.

"Kami adalah kelompok pertama yang menunjukkan bahwa hidrogen bisa diprodukasi dengan menggunakan biomassa pada sepersekian volt. Ini adalah teknologi yang transformatif," ujar ketua tim peneliti, Meenesh Singh, dikutip dari The Cool Down, Minggu (30/6).

Berdasarkan laporan National Renewable Energy Laboratory, hidrogen dianggap oleh banyak ahli sebagai bahan bakar pembakaran bersih, yang menghasilkan sebagian besar uap air sebagai produk sampingan.

Oleh karena itu, para ilmuwan di seluruh dunia berusaha menemukan cara yang lebih baik untuk membuatnya, serta menciptakan mesin yang dapat ditenagai olehnya. 

Bahkan ada sebuah proyek besar yang didukung pemerintah di Texas yang meneliti cara-cara untuk memproduksi dan menggunakan bahan bakar alternatif ini.

Penelitian di Chicago, yang merupakan upaya multi-institusi, mengatasi salah satu hambatan besar terhadap hidrogen, yaitu penggunaan bahan bakar fosil dan energi tinggi selama produksi. Cara umum untuk membuat hidrogen termasuk gas alam.

Elektrolisis adalah pilihan yang lebih bersih yang memisahkan hidrogen dari air menggunakan listrik. Alat ini dapat ditenagai oleh energi terbarukan.

Terobosan tim peneliti Chicago terjadi dengan memperkenalkan zat kaya karbon yang disebut oleh USDA sebagai biochar ke dalam ruang elektrolisis, mengurangi jumlah listrik yang dibutuhkan untuk memecah hidrogen dari air.

Para peneliti menciptakan biochar versi mereka dengan mencampurkan limbah pertanian, pupuk kandang, atau limbah dengan asam sulfat. Bubur tersebut dikemas dengan karbon yang dibutuhkan dan sangat cocok untuk tugas tersebut.

Kotoran sapi memberikan hasil terbaik. Para ahli mengatakan sebuah baterai AA - mereka menggunakan satu sel surya - akan memberikan daya yang lebih dari cukup untuk produksi hidrogen. Karena mereka menggunakan energi terbarukan dan aliran limbah daur ulang, teknik ini dapat menjadi nol emisi.

Untuk mencapai tujuan tersebut, tim harus menangkap karbon dioksida yang dihasilkan dari proses tersebut. Meenesh menyarankan untuk menggunakannya untuk membuat minuman berkarbonasi, sebagai salah satu contoh penggunaan yang produktif.

"Ini sangat efisien, dengan hampir 35% konversi biochar dan energi matahari menjadi hidrogen. Ini angka rekor dunia; ini adalah angka tertinggi yang pernah ditunjukkan oleh siapa pun," ujar salah satu penulis studi ini, Rohit Chauhan.

Kelompok lingkungan Sierra Club mengatakan hidrogen memiliki beberapa masalah lain. Bahan bakar ini mengeluarkan nitrogen oksida ketika dibakar.

Menurut EPA, gas tersebut merupakan pencemar kuat yang dapat menyebabkan masalah kesehatan. Namun, Departemen Energi Amerika Serikat (AS) melaporkan bahwa polusi tersebut sebanding dengan gas alam ketika dibakar untuk menggerakkan turbin.

Faktanya, pemerintah AS menganggap hidrogen sebagai alternatif bahan bakar yang layak untuk membantu mengurangi polusi yang memanaskan dunia dalam beberapa dekade mendatang.

Kesehatan masyarakat akan diuntungkan jika hidrogen dapat digunakan dengan aman untuk menggantikan bahan bakar fosil.

Hal ini dikarenakan polusi udara dikaitkan oleh banyak ahli kesehatan, termasuk WHO, dengan peningkatan risiko stroke, jantung, paru-paru, dan penyakit lainnya.

Para ahli di Chicago juga melihat manfaat dari teknologi mereka yang dapat direalisasikan bahkan di lahan pertanian.

Mereka berencana untuk menguji cara-cara untuk meningkatkan skala penelitian yang sekarang telah dipatenkan.

"Cara pembuatan hidrogen yang murah ini dapat memungkinkan para petani untuk menjadi mandiri dalam memenuhi kebutuhan energi mereka atau menciptakan aliran pendapatan baru," ujar salah satu penulis utama studi ini, Nishithan Kani.