Oleh: Sholah Fariduddin
Energi merupakan salah satu masalah utama yang dihadapi oleh hampir seluruh negara di dunia. Mengingat bahwa energi merupakan salah satu faktor utama terjadinya pertumbuhan ekonomi suatu negara. Permasalahan energi menjadi semakin kompleks ketika kebutuhan akan energi dari seluruh negara di dunia terus meningkat demi menopang pertumbuhan ekonominya yang justru membuat persediaan cadangan energi konvensional menjadi semakin sedikit. Kebutuhan yang meningkat terhadap energi pada kenyataannya juga bertentangan dengan kebutuhan umat manusia untuk menciptakan lingkungan yang bersih dan bebas dari polusi CO2.
Kekhawatiran terhadap perubahan iklim dunia tercantum dalam dokumen Kyoto Protocol dan United Nation Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) yang menekankan pentingnya usaha pengurangan emisi CO2 serta penyerapannya dari atmosfer. Begitu pula dengan konferensi PBB tentang pembangunan dan lingkungan hidup atau United Nation Conference on Environment and Development (UNCED) pada tahun 1992 di Rio Janeiro, Barzil, yang menghasilkan dua deklarasi umum, salah satu diantaranya juga menekankan pada upaya untuk mengurangi perubahan iklim global.
Dengan potensi bahaya CO2 yang tinggi, sangat dibutuhkan penelitian-penelitian yang dapat mengonversi CO2 menjadi bentuk senyawa lain yang lebih aman, terlebih lagi senyawa-senyawa yang dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan umat manusia. Saat ini sudah banyak penelitian-penelitian yang mencoba untuk menghasilkan suatu senyawa dengan menggunakan CO2 sebagai bahan dasarnya. Hal ini merupakan salah satu dari berbagai cara penanggulangan bahaya CO2 selain dari meminimalisir sumber penghasilnya.
Sintesis senyawa lain yang lebih bermanfaat merupakan solusi jitu untuk pengolahan CO2, karena akan memberikan manfaat yang besar dan berkelanjutan. Selain itu, hal ini juga akan memberikan suatu solusi ganda, yaitu pengurangan jumlah CO2 sekaligus produksi suatu senyawa yang lebih bermanfaat. Beberapa metode telah dilakukan untuk menyintesis senyawa-senyawa yang berbasis CO2 adalah kimia, radiokimia, termokimia, fotokimia, biokimia dan elektrokimia.
Sintesis alkohol dengan memanfaatkan CO2 juga merupakan sesuatu yang ramai dibicarakan. Dari berbagai penelitian yang sudah pernah dilakukan, diketahui bahwa CO2 sangat berpotensi untuk sintesis energi terbarukan[1].
Cara yang dapat dilakukan untuk menyintesis alkohol dari CO2 adalah dengan cara elektrokimia. Sintesis alkohol dari CO2 secara elektrokimia memiliki dua kelebihan utama dibandingkan dengan cara yang lainnya. Kelebihan pertama adalah selektivitas produk yang dihasilkan pada masing-masing elektroda. Kedua, alat dan bahan yang digunakan sederhana dan ekonomis karena tidak membutuhkan kondisi vakum maupun temperatur yang tinggi (Lee dan Tak, 2001).[2]
Beberapa reaksi yang dapat terjadi pada katoda (reaksi reduksi) di dalam reaktor elektrosintesis berserta nilai potensialnya pada pH = 7 dan
| Temperatur 25oC adalah (Li, 2010): | |||
| CO2 | + H2O + 2e– → HCOO– + OH– | Eo = -0,43 V | |
| CO2 | + H2O + 2e– → CO + 2OH– | Eo = -0,52 V | |
| CO2 | + 6H2O + 8e– → CH4 + 8OH– | Eo = -0,25 V | |
| 2CO2 | + 8H2O + 12e– → C2H4 + 12OH– | Eo = -0,34 V | |
| 2CO2 | + 9H2O + 12e– → C2H5OH + 12OH– | Eo = -0,33 V | |
| 2CO2 | + 13H2O + 18e– → C3H7OH + 18OH– | Eo = -0,32 V | |
| 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 | Eo = -0,41 V | ||
Keuntungan dari reduksi CO2 secara elektrokimia adalah bahwa air dapat digunakan sebagai sumber proton pada reaksi balik pada spesi H+ maupun Hads (atom H yang teradsorpsi). Selain itu, reaksi ini juga dapat terjadi pada temperatur ruang. Namun reaksi ini terjadi bersamaan dengan reduksi air atau pembentukan hidrogen (evolusi hidrogen) (Sanchez dkk., 2013; Scibioh dan Viswanathan, 2004; Maria, 2007).
Rancangan alat yang diusulkan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar berikut.
Proses konversi gas buang kendaraan bermotor menjadi alkohol yang terjadi pada reaktor elektrosintesis dapat dilihat pada Gambar berikut:
Gambar Proses Konversi pada Reaktor Elektrosintesis
Dalam penelitian ini dengan konversi gas buang kendaraan bermotor menjadi alkohol menggunakan teknik sintesis elektrokimia (electrochemical synthesis) diharapkah menjadikan solusi bagi mengatasi polusi lingkungan dalam mengatasi emisi CO2 di astmosfer. Hasil dari penelitian ini berperan penting dalam pemanfaatan alkohol berkelanjutan karena hasil dari sintesis elekktrokimia didapatkan kandungan alkohol yang bisa dilanjutkan lagi menjadi sebuah energi bermanfaat dan mengurangi permasalahan lingkungan.[3]
Referensi :
- Advanced Materials for Global Carbon Dioxide Recycling. Materials Science and Engineering A. (304-306):88-96.
- Lee, J.A. dan Tak, T. 2001. Electrocatalytic Activity of Cu Electrode in Electroreduction of CO2. Electrochimica. 46: 3015-3022.
- Ramadan, Septian dan Fariduddin, Sholah. The Effects of Voltage and Concentration of Sodium Bicarbonate on Electrochemical Synthesis of Ethanol from Carbon Dioxide Using Brass as Cathode. IOP Series: Journal of Physics: Conf. Series 909 (2017) 012076.
