TLDR
Katalis tembaga chiral dapat mengurangi produksi hidrogen yang tidak diinginkan selama reduksi CO₂. Pengaruh struktur chiral pada spin elektron dapat digunakan untuk mengarahkan reaksi kimia secara lebih selektif. Desain katalis kini bisa mempertimbangkan handedness dan spin elektron sebagai faktor dalam efisiensi reaksi. Pomodo.id - Katalis tembaga yang memiliki struktur chiral dapat membuka jalan baru bagi para ilmuwan dalam mengendalikan proses konversi karbon dioksida (CO₂) menjadi bahan kimia yang berguna. Salah satu tantangan dalam proses ini ialah sisi reaksi yang tidak diinginkan yang justru memproduksi hidrogen. Namun, tim peneliti dari National Laboratory of the Rockies (NLR) di Amerika Serikat berhasil menemukan solusi dengan memutar tembaga menjadi struktur heliks yang dapat memanipulasi spin elektron pada permukaannya. Penemuan ini memungkinkan para peneliti untuk mengarahkan pengurangan CO₂ menuju produk karbon yang lebih bermanfaat.Para peneliti menciptakan elektroda dengan struktur tembaga heliks melalui proses deposisi elektroda yang memanfaatkan reagen templating chiral. Istilah chiral merujuk pada objek yang memiliki versi tangan kiri dan kanan yang merupakan bayangan cermin satu sama lain, mirip dengan tangan manusia. Pemahaman utama di dalam penelitian ini adalah efek chiral-induced spin selectivity (CISS). Ketika elektron bergerak dalam struktur chiral, struktur tersebut dapat lebih menguntungkan satu arah spin elektron dibandingkan arah lainnya. Dengan demikian, tembaga yang diputar dapat bertindak sebagai filter untuk spin elektron.Ketika tim melakukan pengujian elektroda selama reduksi CO₂ dalam larutan potassium bicarbonate (KHCO₃) jenuh CO₂ dengan pH 7,8, tembaga chiral menunjukkan pengurangan dalam evolusi hidrogen sementara tetap memproduksi karbon monoksida dan formiat. Hal ini berarti bahwa penggunaan katalis tembaga chiral berpotensi menjadi solusi yang lebih efisien bagi proses konversi CO₂. Namun, meskipun hasil ini menjanjikan, masih terdapat batasan terkait dengan peningkatan skala dan penerapan teknologi ini di lapangan. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami sepenuhnya bagaimana teknologi ini dapat diterapkan secara praktis dalam industri.
Chiral mengacu pada benda yang memiliki dua versi yang tidak dapat ditumpang-tindih, mirip dengan tangan kiri dan kanan. Dalam konteks katalis, struktur chiral dapat meningkatkan efisiensi reaksi kimia dengan memanipulasi arahan dari spin elektron, yang memiliki pengaruh signifikan dalam mengarahkan reaksi menuju produk yang diinginkan. Pengertian ini penting untuk memahami potensi inovasi dalam bidang kimia dan teknologi energi.
Pengembangan katalis tembaga chiral juga memiliki implikasi luas untuk masa depan industri kimia dan energi bersih. Dengan meminimalkan produksi hidrogen yang tidak diinginkan, pemanfaatan CO₂ dapat lebih diarahkan untuk menghasilkan produk yang dapat digunakan secara langsung dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam pembuatan bahan bakar. Selain itu, dengan berkembangnya teknologi ini, Indonesia pun dapat mempertimbangkan untuk mengeksplorasi dan menerapkan teknik serupa guna mengurangi emisi karbon dioksida, yang merupakan isu krusial di semua negara saat ini. Potensi untuk memproduksi bahan bakar dengan lebih efisien dapat menjadi salah satu cara untuk mendukung transisi menuju energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.
