Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Kemajuan teknologi fotokatalisis terus menjadi fokus utama dalam pemanfaatan energi matahari secara efektif. Salah satu tantangan utama dalam teknologi ini adalah efisiensi transfer elektron dan hole yang dihasilkan dari proses fotokatalitik. Dalam konteks ini, penelitian terbaru mengenai penggunaan polianilin (PANI) sebagai konduktor muatan dalam struktur heterojunction antara g-C3N4 dan CdS menunjukkan terobosan besar. PANI terbukti mampu meningkatkan transfer antar muka foton yang dihasilkan sehingga mempercepat pemisahan dan pemanfaatan elektron serta hole yang dihasilkan dari sinar matahari. Pendekatan ini membuka peluang besar dalam meningkatkan efisiensi produksi hidrogen, serta memproduksi bahan kimia bernilai tinggi seperti disulfida.
Pada penelitian ini, komposit g-C3N4-PANI-CdS menunjukkan performa fotokatalitik yang luar biasa dalam dua proses utama: pemisahan air untuk produksi hidrogen dan dehidrogenasi tiol untuk menghasilkan disulfida. Hasil penelitian mengungkapkan bahwa efisiensi evolusi hidrogen dari komposit ini 41,67 kali lebih tinggi dibandingkan g-C3N4 asli. Ini menandakan adanya peningkatan signifikan dalam pemanfaatan elektron yang dihasilkan. Sebagai tambahan, komposit ini juga mampu memisahkan dan merepolimerisasi senyawa 4-methoxythiophenol (4-MTP), sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan hidrogen serta bis (4-methoxyphenyl) disulfide (4-MPD) secara bersamaan.
Penggunaan PANI sebagai lapisan konduktif tidak hanya mempercepat transfer muatan, tetapi juga meningkatkan pemisahan elektron dan hole secara efisien. Hal ini sangat krusial dalam mengoptimalkan penggunaan situs aktif di permukaan, yang menjadi kunci untuk meningkatkan kinerja fotokatalis. Karakterisasi mendalam dari komposit ini membuktikan bahwa PANI bertindak sebagai penghubung muatan yang mempercepat pemisahan muatan pada antarmuka antara g-C3N4 dan CdS, sehingga mengurangi rekombinasi muatan yang biasanya menurunkan efisiensi fotokatalisis.
Implikasi dari temuan ini sangat signifikan, terutama dalam konteks pengembangan teknologi energi terbarukan. Efisiensi produksi hidrogen dari proses pemisahan air merupakan salah satu solusi jangka panjang untuk masalah energi global. Selain itu, proses sintesis disulfida yang simultan memberikan nilai tambah dalam produksi bahan kimia bernilai tinggi, yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi industri, seperti farmasi dan manufaktur bahan kimia.
Sebagai seorang akademisi di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, saya melihat penelitian ini sebagai salah satu inovasi penting yang dapat mendorong pengembangan teknologi fotokatalisis masa depan. Penggunaan material seperti g-C3N4, CdS, dan PANI dalam struktur heterojunction membuka jalan baru bagi efisiensi energi terbarukan, sekaligus meningkatkan produktivitas bahan kimia yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Tantangan berikutnya adalah bagaimana teknologi ini dapat diintegrasikan dalam sistem yang lebih luas dan diaplikasikan pada skala industri untuk menghasilkan hidrogen dan bahan kimia secara lebih masif dan berkelanjutan.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan perspektif baru yang menjanjikan dalam pemanfaatan energi matahari secara optimal. Dengan perkembangan lebih lanjut, teknologi ini berpotensi menjadi salah satu solusi utama dalam transisi energi global menuju penggunaan energi yang lebih bersih dan efisien.
