Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Pada era transisi menuju energi terbarukan, salah satu tantangan besar adalah bagaimana memanfaatkan limbah CO2 secara efisien untuk mencapai dekarbonisasi penuh. Teknologi yang menjanjikan untuk menangani masalah ini adalah reaksi reduksi karbon dioksida secara elektrokimia (CO2RR). Dengan menggunakan listrik yang bersumber dari energi terbarukan, CO2RR membuka jalan untuk mengubah energi terbarukan yang sering bersifat intermiten dan limbah CO2 menjadi bahan kimia bernilai tinggi dan bahan bakar. Teknologi ini memberikan kesempatan besar dalam mengatasi perubahan iklim melalui pengurangan emisi karbon.
Namun, salah satu tantangan utama dalam CO2RR adalah terjadinya reaksi samping, yaitu reaksi evolusi hidrogen (HER) yang terjadi karena kehadiran air. Reaksi ini menghasilkan campuran karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2), yang dikenal sebagai gas sintesis atau syngas. Syngas ini adalah bahan dasar penting dalam berbagai produk oksihidrokarbon, seperti metanol dan bahan bakar sintetis, yang sangat berguna dalam industri energi dan kimia. Oleh karena itu, CO2RR memberikan peluang ganda: tidak hanya mengurangi emisi karbon, tetapi juga menghasilkan bahan bakar dan bahan kimia yang penting untuk masa depan.
Studi Power-to-CO dan Power-to-Syngas telah banyak diteliti dalam konteks ini. Kedua pendekatan ini memanfaatkan listrik terbarukan untuk menghasilkan CO dan H2 melalui proses elektrokimia. Dalam studi ini, perhatian utama diberikan pada situs aktif di permukaan katalis yang bertanggung jawab atas produksi CO dan H2. Analisis mendalam terhadap korelasi antara struktur katalis dan aktivitasnya sangat penting untuk meningkatkan desain katalis di masa depan, agar lebih efisien dalam memproduksi syngas. Peningkatan aktivitas katalis akan berdampak langsung pada peningkatan efisiensi proses CO2RR.
Dalam evaluasi lebih lanjut, aspek ekonomi dari produksi syngas elektrokatalitik menjadi perhatian penting. Salah satu faktor kunci yang menentukan keberlanjutan ekonomi teknologi ini adalah biaya penangkapan karbon. Jika biaya ini dapat ditekan melalui inovasi teknologi penangkapan dan penggunaan karbon (carbon capture and utilization atau CCU), maka peluang untuk mengkomersialkan teknologi CO2RR akan semakin besar. Di sisi lain, peningkatan aktivitas katalis, toleransi terhadap pengotor, dan teknologi elektrolizer juga sangat diperlukan agar proses ini menjadi lebih ekonomis dan efektif.
Dari sudut pandang teknis, meningkatkan kinerja katalis untuk menghasilkan syngas berkualitas tinggi memerlukan pendekatan multidisiplin. Misalnya, integrasi material berbasis nanoteknologi yang mampu meningkatkan luas permukaan katalis dan memperbaiki selektivitas CO2RR terhadap produksi syngas dibandingkan dengan evolusi hidrogen dapat menjadi solusi inovatif. Dengan penelitian yang berkelanjutan, kita dapat melihat terobosan dalam desain katalis yang mampu meningkatkan rasio produksi CO dan H2 sesuai kebutuhan industri.
Secara keseluruhan, CO2RR memiliki potensi besar untuk mengubah lanskap energi terbarukan dan pemanfaatan limbah CO2. Melalui inovasi dalam desain katalis dan teknologi penangkapan karbon, proses ini dapat menjadi solusi komersial yang signifikan untuk menciptakan ekonomi sirkular rendah karbon. Meskipun tantangan ekonomi masih ada, peluang untuk menciptakan bahan bakar dan bahan kimia yang ramah lingkungan melalui syngas akan sangat berdampak pada masa depan energi terbarukan.
