Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Konversi elektrokatalitik bahan kimia platform biomassa menjadi prekursor bahan bakar jet adalah terobosan yang menjanjikan dalam upaya mengurangi krisis energi akibat eksploitasi dan konsumsi berlebihan bahan bakar fosil tak terbarukan. Dalam konteks ini, penelitian terbaru menunjukkan bahwa elektrolit berbasis air jarang dieksplorasi untuk tujuan ini. Studi ini memperkenalkan jalur elektrokatalisis anodik yang menggunakan katalis berbasis nikel (Ni) dalam elektrolit berair pada suhu kamar dan tekanan atmosfer untuk menghasilkan prekursor bahan bakar jet dari bahan kimia platform biomassa dengan selektivitas tinggi dan efisiensi kolombik yang luar biasa. Pendekatan ini tidak hanya menawarkan cara yang efisien tetapi juga menjanjikan solusi berkelanjutan untuk kebutuhan energi di masa depan.
Elektrokatalis berbasis Ni yang digunakan dalam penelitian ini menunjukkan selektivitas tinggi, yaitu 95,4%, terhadap prekursor bahan bakar jet. Efisiensi kolombik yang mencapai 210% merupakan bukti dari efektivitas proses elektrokimia ini. Proses ini berhasil mencapai hasil yang optimal melalui aktivasi spesies Ni2+, yang menjadi situs aktif dalam reaksi kopling elektrokatalitik. Salah satu tantangan utama dalam konversi elektrokatalitik adalah meminimalkan reaksi samping, dan penelitian ini secara inovatif mengatasi masalah tersebut dengan mengoptimalkan peran molekul asam levulinat (LA) dalam proses kopling.
Proses elektrokimia ini mampu mengaktifkan molekul furfural (FF) dan menghasilkan radikal kation yang mendorong propagasi rantai hingga 2 kali lipat. Dalam reaksi ini, asam levulinat (LA) memainkan peran penting sebagai penghambat reaksi samping, khususnya oksidasi furfural, sehingga meningkatkan selektivitas produk. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa kekuatan adsorpsi LA pada permukaan Ni3N lebih tinggi dibandingkan dengan FF, yang menghambat pembentukan spesies Ni3+ yang dapat memicu reaksi samping. Oleh karena itu, keberadaan LA tidak hanya meningkatkan selektivitas, tetapi juga mempercepat reaksi kopling antara molekul biomassa, sehingga menghasilkan prekursor bahan bakar jet yang lebih efisien.
Keunggulan lain dari proses ini adalah kemampuannya untuk dilakukan pada kondisi lingkungan yang moderat, yaitu suhu kamar dan tekanan atmosfer. Hal ini memberikan keuntungan ekonomi dan keberlanjutan yang signifikan karena mengurangi kebutuhan energi tambahan dalam proses produksi bahan bakar. Selain itu, penggunaan elektrolit berair juga merupakan solusi yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan penggunaan pelarut organik yang lebih kompleks dan berbahaya.
Dalam konteks yang lebih luas, penelitian ini memberikan pandangan yang komprehensif tentang bagaimana platform biomassa dapat dioptimalkan untuk menghasilkan bahan bakar jet secara langsung melalui proses elektrokatalitik. Sebagai solusi energi terbarukan, pendekatan ini memiliki potensi besar untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mempercepat transisi menuju sistem energi yang lebih berkelanjutan. Selain itu, pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme kopling anodik dalam elektrolit berair juga membuka peluang baru untuk pengembangan teknologi konversi energi berbasis biomassa yang lebih efisien.
Secara keseluruhan, inovasi elektrokatalitik ini menawarkan solusi nyata bagi tantangan energi global saat ini. Dengan memanfaatkan bahan kimia platform biomassa dan teknologi elektrokatalis berbasis nikel, produksi prekursor bahan bakar jet yang ramah lingkungan dan berkelanjutan semakin mendekati kenyataan. Penelitian ini tidak hanya memberikan solusi bagi krisis energi, tetapi juga menjadi landasan bagi pengembangan teknologi konversi energi di masa depan.
