Dengan semakin mendesaknya tantangan perubahan iklim, berbagai teknologi baru terus dikembangkan untuk mengurangi jejak karbon dan menciptakan solusi energi yang lebih ramah lingkungan. Salah satu teknologi yang menarik perhatian para ilmuwan adalah teknologi yang menggunakan energi surya untuk menangkap karbon dioksida (CO2) dari udara dan mengubahnya menjadi bahan bakar yang berkelanjutan. Penelitian terbaru yang dilakukan oleh para ilmuwan dari University of Cambridge membuat sebuah reaktor bertenaga surya yang mampu menarik CO2 langsung dari udara dan mengubahnya menjadi bahan bakar yang berguna, seperti gas sintetis (syngas), tanpa perlu menggunakan energi berbasis bahan bakar fosil.
Apa Itu Teknologi Penangkapan Karbon (Carbon Capture)?
Teknologi penangkapan karbon atau Carbon Capture and Storage (CCS) adalah salah satu solusi yang telah diusulkan untuk menangani perubahan iklim. CCS berfungsi dengan menangkap CO2 yang dihasilkan oleh aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil, kemudian menyimpannya di bawah tanah untuk mencegah gas tersebut dilepaskan ke atmosfer. Namun, meskipun memiliki potensi besar, CCS memiliki beberapa kekurangan. Prosesnya membutuhkan banyak energi dan biaya yang tinggi, serta memunculkan kekhawatiran tentang keamanan penyimpanan CO2 dalam jangka panjang. Oleh karena itu, para peneliti terus mencari metode yang lebih efisien dan ramah lingkungan untuk mengatasi masalah ini.
Inovasi Teknologi Solar-Powered CO2 Capture
Berbeda dengan teknologi CCS yang tradisional, para peneliti mengembangkan teknologi baru yang menggunakan energi surya untuk menangkap CO2 langsung dari udara dan mengubahnya menjadi bahan bakar atau produk kimia. Dengan menggunakan perangkat yang disebut solar-powered reactor, mereka berhasil menunjukkan bahwa CO2 dapat ditangkap pada malam hari dan diubah menjadi syngas—campuran gas karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2)—dengan bantuan cahaya matahari. Sistem ini menggunakan prinsip yang mirip dengan fotosintesis tanaman, yaitu mengubah energi matahari menjadi energi kimia yang bermanfaat.
Baca juga: Inovasi Reaktor Kimia dalam Pembuatan Bahan Plastik dari Gas Alam
Bagaimana Cara Kerja Reactor Solar-Powered Ini?
Sistem yang dikembangkan oleh para peneliti menggunakan reactor yang terdiri dari dua unit: unit penangkapan karbon, Direct Air Capture (DAC) dan unit pemanfaatan karbon, CO2 utilization (CO2U). Pada malam hari, unit DAC bekerja untuk menangkap CO2 dari udara. Unit ini menggunakan bahan penyerap seperti silika yang dilapisi amina (PEI) untuk menangkap CO2 dan menghasilkan udara bebas CO2. Setelah itu, pada siang hari, unit CO2U memanfaatkan energi matahari yang difokuskan oleh cermin parabola untuk memanaskan CO2 yang telah ditangkap, sehingga CO2 terlepas dan dapat diubah menjadi gas sintetis atau syngas.
Keunggulan Teknologi Ini
Salah satu keunggulan utama dari teknologi ini adalah bahwa prosesnya tidak memerlukan energi dari bahan bakar fosil. Ini berbeda dengan kebanyakan teknologi penangkapan karbon lainnya yang bergantung pada pembakaran bahan bakar fosil untuk menyediakan energi yang dibutuhkan dalam prosesnya. Selain itu, sistem ini tidak memerlukan pengangkutan atau penyimpanan CO2 yang berisiko, karena CO2 langsung diubah menjadi produk yang berguna.
Lebih lanjut, teknologi ini dapat dikembangkan dalam skala yang lebih besar dan digunakan di berbagai lokasi, termasuk daerah terpencil yang tidak terhubung dengan jaringan listrik utama. Hal ini membuka kemungkinan bagi individu atau komunitas di daerah-daerah tersebut untuk menghasilkan bahan bakar mereka sendiri secara berkelanjutan tanpa bergantung pada sumber energi eksternal.
Potensi untuk Sektor Kimia dan Farmasi
Penelitian ini juga menunjukkan potensi besar dalam sektor kimia dan farmasi, di mana syngas yang dihasilkan dapat digunakan untuk memproduksi berbagai produk yang kita gunakan sehari-hari, tanpa menambah jejak karbon di atmosfer. Misalnya, syngas dapat digunakan untuk membuat bahan kimia dasar yang dibutuhkan dalam pembuatan obat-obatan, plastik, dan produk lainnya. Dengan menggunakan teknologi ini, kita dapat mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil sambil tetap memproduksi barang-barang yang penting bagi kehidupan sehari-hari.
Membangun Ekonomi Berkelanjutan
Dengan kemampuan untuk mengubah CO2 yang sudah ada di atmosfer menjadi bahan bakar dan produk kimia yang berguna, teknologi ini dapat menjadi bagian penting dalam membangun ekonomi yang lebih berkelanjutan dan berbasis pada prinsip daur ulang karbon. Jika teknologi ini dapat diterapkan dalam skala global, ini tidak hanya akan mengurangi jumlah CO2 di atmosfer tetapi juga menyediakan alternatif bahan bakar yang lebih bersih dan ramah lingkungan.
Menurut para peneliti, perangkat ini dapat dihasilkan secara massal, yang memungkinkan pengurangan CO2 yang lebih efisien dan pembuatan bahan bakar yang tidak merusak lingkungan.
Tantangan dan Harapan
Meskipun teknologi ini menjanjikan banyak manfaat, ada beberapa tantangan yang masih perlu diatasi. Salah satunya adalah skalabilitas dari sistem ini. Peneliti saat ini sedang berusaha untuk mengembangkan reaktor dengan ukuran yang lebih besar dan lebih efisien, serta mengatasi tantangan teknis terkait dengan pengolahan produk yang dihasilkan.
Selain itu, implementasi teknologi ini dalam skala global memerlukan dukungan kebijakan yang kuat, serta investasi dalam penelitian dan pengembangan lebih lanjut. Jika semua tantangan ini dapat diatasi, teknologi ini memiliki potensi besar untuk menjadi bagian integral dari solusi perubahan iklim global dan untuk menciptakan masa depan yang lebih bersih dan berkelanjutan.
Kesimpulan
Teknologi penangkapan CO2 yang dikembangkan oleh para peneliti University of Cambridge ini membuka peluang besar untuk menciptakan bahan bakar yang berkelanjutan menggunakan energi surya. Dengan mengubah CO2 yang ada di atmosfer menjadi bahan bakar yang berguna tanpa menggunakan energi berbasis fosil, teknologi ini bisa menjadi solusi yang efektif untuk mengurangi emisi karbon dan mempercepat transisi menuju ekonomi yang lebih berkelanjutan. Meskipun ada tantangan yang perlu dihadapi, masa depan teknologi ini sangat menjanjikan untuk mengatasi krisis iklim global.
Referensi:
[1] https://www.cam.ac.uk/research/news/solar-powered-device-captures-carbon-dioxide-from-air-to-make-sustainable-fuel, diakses pada 18 Februari 2025.
[2] Sayan Kar, Dongseok Kim, Ariffin Bin Mohamad Annuar, Bidyut Bikash Sarma, Michael Stanton, Erwin Lam, Subhajit Bhattacharjee, Suvendu Karak, Heather F. Greer, Erwin Reisner. Direct air capture of CO2 for solar fuel production in flow. Nature Energy, 2025; DOI: 10.1038/s41560-025-01714-y
