Gambaran besarnya: Sebagian besar produksi hidrogen masih bergantung pada gas alam. Namun, teknik baru yang hanya menggunakan sinar matahari dan air dapat memungkinkan umat manusia beralih dari penggunaan bahan bakar fosil untuk menghasilkan energi yang lebih ramah lingkungan.
Para peneliti di Universitas Shinshu di Jepang telah membangun reaktor baru untuk memproduksi bahan bakar hidrogen terbarukan langsung dari sinar matahari dan air. Ini masih merupakan prototipe awal, namun sistem ini pada akhirnya dapat menyediakan cara untuk memproduksi bahan bakar tanpa emisi dengan murah dan berkelanjutan.
Reaktor ini berukuran 1.076 kaki persegi dan menggunakan panel fotokatalitik unik untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Konversi ini memanfaatkan proses dua langkah. Pertama, reaktor mengekstraksi oksigen. Langkah kedua memisahkan atom hidrogen. Perangkat tersebut kemudian dapat menyedot hidrogen dan menyimpannya sebagai bahan bakar ramah lingkungan untuk menggerakkan kendaraan, generator, atau mesin lainnya.
Metode ini berbeda dengan katalis “satu langkah” saat ini yang memecah air menjadi hidrogen dan oksigen sekaligus. Meskipun metode tradisional lebih mudah, namun juga sangat tidak efisien karena bahan bakar hidrogen memerlukan pemurnian menggunakan gas alam.
Tim awalnya menguji reaktor dengan sinar UV, dan hasilnya cukup menjanjikan. Di bawah sinar matahari langsung, hal ini memberikan hasil yang lebih baik, dengan konversi energi matahari sekitar 50 persen lebih tinggi.
Sistem ini terdengar cukup menjanjikan. Namun, ada kendalanya. Reaktor hanya mengubah sekitar satu persen sinar matahari menjadi bahan bakar hidrogen dalam kondisi simulasi standar. Angka ini merupakan peningkatan dibandingkan upaya sebelumnya, namun masih terlalu rendah untuk diadopsi secara luas. Para peneliti mencatat bahwa diperlukan efisiensi sekitar lima persen agar dapat layak secara komersial.
Para ilmuwan percaya bahwa meningkatkan skala reaktor dan mengembangkan fotokatalis baru yang berperforma lebih tinggi sangatlah penting. Namun, untuk mencapai efisiensi yang layak akan memerlukan upaya ilmiah yang lebih luas yang berfokus pada peningkatan fotokatalis.
“Aspek paling penting untuk dikembangkan adalah efisiensi konversi energi surya menjadi kimia melalui fotokatalis,” kata penulis senior Kazunari Domen.
“Jika ditingkatkan ke tingkat praktis, banyak peneliti akan bekerja serius dalam pengembangan teknologi produksi massal dan proses pemisahan gas, serta pembangunan pabrik skala besar. Hal ini juga akan mengubah cara berpikir banyak orang, termasuk pembuat kebijakan, tentang konversi energi surya, dan mempercepat pembangunan infrastruktur, undang-undang, dan peraturan terkait bahan bakar surya.”
Meskipun terdapat kendala teknis, konsep ini menunjukkan harapan besar. Jika para ilmuwan dapat menyempurnakan katalis dan meningkatkan skala reaktor, kita dapat memperoleh bahan bakar dari dua sumber daya yang paling melimpah di bumi dibandingkan bahan bakar fosil yang terbatas.
Kredit kepala tiang: Philip Graves
