Tim peneliti telah menemukan cara baru untuk meningkatkan efisiensi reaksi kimia menggunakan cahaya tampak, membuka jalan bagi solusi lebih ramah lingkungan dalam produksi bahan kimia penting.
Suatu terobosan dalam transformasi molekuler yang berkelanjutan telah diumumkan oleh tim peneliti di University of Helsinki. Dipimpin oleh Profesor Pedro Camargo, tim telah mengembangkan cara penting untuk memanfaatkan kekuatan cahaya tampak untuk mendorong proses kimia dengan efisiensi yang lebih besar, menawarkan alternatif yang lebih hijau dibandingkan metode tradisional. Temuan mereka, yang dipublikasikan dalam jurnal ACS Applied Materials and Interfaces, berpotensi untuk merevolusi cara kita memproduksi bahan kimia dan bahan bakar yang bersih.
Mengatasi Hambatan Biaya dan Efisiensi
Fotokatalisis plasmonik tradisional telah lama terhambat oleh biaya tinggi dan masalah skalabilitas yang terkait dengan bahan seperti perak (Ag) dan emas (Au). Namun, Profesor Pedro Camargo dan timnya telah mengatasi hambatan ini dengan fokus pada bahan-bahan yang tersedia secara luas di Bumi dalam jumlah yang signifikan. Bahan-bahan ini penting karena dapat digunakan dalam berbagai aplikasi tanpa perlu khawatir tentang kelangkaan atau penipisan. Secara khusus, tim fokus pada HₓMoO₃ sebagai fotokatalisator plasmonik, yang dikombinasikan dengan paladium (Pd), katalisator penting yang banyak digunakan dalam berbagai industri. Pendekatan tim melibatkan teknik sintesis mekanokimia tanpa pelarut, menawarkan efektivitas biaya dan keberlanjutan lingkungan.
Kekuatan Cahaya
Tim peneliti menyelidiki interaksi rumit antara eksitasi optik dan menemukan bahwa, dengan memancarkan panjang gelombang cahaya terlihat tertentu pada suatu katalis, kinerja reaksi kimia dapat secara signifikan meningkat. Paling menonjol, penggunaan dua panjang gelombang cahaya secara bersamaan menghasilkan peningkatan efisiensi reaksi yang mengagumkan sebesar 110%. Efisiensi yang ditingkatkan tersebut disebabkan oleh generasi elektron yang energetis yang dioptimalkan di situs-situs katalitik, langkah penting dalam katalisis yang berkelanjutan. Tim peneliti juga mengidentifikasi efek sinergis dari eksitasi celah pita HₓMoO₃, transisi antar pita Pd, dan eksitasi resonansi plasmon permukaan lokal HₓMoO₃ (LSPR), yang mengarah pada peningkatan yang luar biasa dalam kinerja katalisis.
Masa Depan yang Lebih Hijau untuk Industri Kimia
Penelitian ini memiliki potensi besar untuk aplikasi mulai dari produksi bahan bakar yang bersih hingga pembuatan material penting dengan dampak lingkungan yang lebih sedikit. Implikasi dari penelitian ini meluas jauh di luar laboratorium, menawarkan harapan untuk masa depan yang lebih hijau dan berkelanjutan saat masyarakat berupaya untuk melawan perubahan iklim dan beralih ke sumber energi terbarukan.
Referensi:
[1] https://www.helsinki.fi/en/news/sustainability-transformation/study-unlocks-power-visible-light-sustainable-chemistry diakses pada 29 Maret 2024
[2] Leticia S. Bezerra, Samir A. Belhout, Shiqi Wang, Jhon Quiroz, Paulo F.M. de Oliveira, Shwetha Shetty, Guilherme Rocha, Hugo L. S. Santos, Sana Frindy, Freddy E. Oropeza, Víctor A. de la Peña O’Shea, Antti-Jussi Kallio, Simo Huotari, Wenyi Huo, Pedro H.C. Camargo. Triple Play of Band Gap, Interband, and Plasmonic Excitations for Enhanced Catalytic Activity in Pd/HxMoO3 Nanoparticles in the Visible Region. ACS Applied Materials & Interfaces, 2024; 16 (9): 11467 DOI: 10.1021/acsami.3c17101
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.