Teknologi Merubah Karbon Dioksida menjadi energi LISTRIK & HIDROGEN

Insinyur Korea dan AS merancang sel bahan bakar natrium-karbon dioksida hibrida yang menghilangkan karbon dioksida dan menghasilkan listrik dan hidrogen

Teknologi yang dikembangkan oleh Prof Guntae Kim di Institut Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nasional (UNIST) Ulsan bekerja sama dengan ilmuwan material dan insinyur di Institut Teknologi Georgia, tergantung pada fenomena yang dipahami dengan baik: pelarutan karbon dioksida ke dalam air untuk menghasilkan solusi asam, yang terjadi di alam ketika karbon dioksida larut di lautan.

Prof Kim dan tim menyadari bahwa ini dapat digunakan untuk memicu reaksi elektrokimia. Penciptaan larutan asam meningkatkan jumlah proton di dalam air, yang masing-masing dapat menarik elektron, dan ini menyiratkan bahwa sistem baterai dapat dibuat.

"Teknologi penangkapan karbon, pemanfaatan, dan penyerapan (CCUS) baru-baru ini menerima banyak perhatian karena menyediakan jalur dalam menghadapi perubahan iklim global," kata Prof Kim. "Kunci dari teknologi itu adalah konversi molekul CO2 yang stabil secara kimiawi menjadi bahan lain." Dia menambahkan, "Sistem baru kami telah memecahkan masalah ini dengan mekanisme disolusi CO2."

Sistem sel bahan bakar terdiri dari anoda logam natrium yang terendam dalam elektrolit organik, membran pemisah yang terdiri dari keramik konduktor super ionik natrium (NASICON), dan katoda katalitik (para peneliti menggunakan platinum) dalam elektrolit berair, yang dapat disuling air, air laut atau larutan natrium hidroksida. Para peneliti menjelaskan dalam iScience bagaimana menyuntikkan karbon monoksida ke dalam air memicu reaksi, dengan gas hidrogen dibebaskan di katoda - yang kemudian dapat digunakan dalam sel bahan bakar konvensional - dan arus yang mengalir dalam rangkaian eksternal. Ion natrium dibebaskan dari anoda, melewati membran dan bergabung kembali dengan ion hidrogen karbonat yang dibentuk oleh pelarutan karbon dioksida. Dalam bentuk sistem saat ini, efisiensi konversi CO2 adalah 50 persen

“Sel hybrid Na-CO2” terus menghasilkan listrik dan hidrogen dan tidak meregenerasi karbon dioksida selama pengisian, kata tim tersebut. Sistem ini telah diuji lebih dari seribu jam tanpa kerusakan pada elektroda. "Hibrida Na-CO2cell ini, yang mengadopsi teknologi CCUS yang efisien, tidak hanya memanfaatkan CO2 sebagai sumber daya untuk menghasilkan energi listrik, tetapi juga menghasilkan sumber energi bersih, hidrogen," kata Jeongwon Kim, insinyur listrik di Unist dan  pendamping pertama untuk penelitian.

"Penelitian ini akan mengarah pada penelitian yang lebih diturunkan dan akan dapat menghasilkan H2 dan listrik secara lebih efektif ketika elektrolit, pemisah, desain sistem, dan elektrokatalis ditingkatkan."