Pada tanggal 12 Maret 2025, sebuah studi yang dipublikasikan di jurnal Science Advances mengungkapkan temuan penting mengenai efisiensi pemisahan air untuk produksi hidrogen. Penelitian ini menyoroti bahwa proses pemisahan air membutuhkan energi yang lebih besar dari perhitungan teoritis, sebuah fakta yang telah lama menjadi misteri bagi para ilmuwan.
Menurut Franz Geiger, profesor kimia di Northwestern University dan penulis utama studi ini, secara teoritis, pemisahan air seharusnya hanya membutuhkan 1,23 volt. Namun, dalam praktiknya, dibutuhkan sekitar 1,5 hingga 1,6 volt. Perbedaan ini menunjukkan adanya faktor-faktor yang belum sepenuhnya dipahami yang mempengaruhi efisiensi proses tersebut.
Untuk menyelidiki lebih lanjut, para peneliti menggunakan teknik pengukuran canggih yang melibatkan penempatan air pada elektroda dan mengukur posisi molekul menggunakan cahaya laser. Mereka menemukan bahwa molekul air mengalami pembalikan 180 derajat tepat sebelum terbelah, sebuah fenomena yang tidak terduga dan membutuhkan energi tambahan.
Proses pemisahan air menjadi hidrogen dan oksigen sangat penting karena hidrogen dianggap sebagai bahan bakar masa depan yang bersih. Hidrogen hanya menghasilkan air saat dibakar, berbeda dengan bahan bakar fosil yang menghasilkan karbon dioksida. Bahan bakar hidrogen dapat digunakan untuk menggerakkan berbagai jenis kendaraan dan juga penting dalam industri seperti pembuatan baja dan pupuk.
Namun, produksi hidrogen saat ini masih mahal dan sebagian besar bergantung pada bahan bakar fosil. Menurut International Energy Agency, produksi hidrogen global perlu ditingkatkan secara signifikan untuk memenuhi kebutuhan energi global. Pada tahun 2023, hanya 107 juta ton hidrogen yang diproduksi, dengan biaya yang 1,5 hingga 6 kali lebih mahal daripada produksi bahan bakar fosil.
Penelitian ini menunjukkan bahwa pemahaman yang lebih baik tentang perilaku molekul air pada antarmuka elektroda dapat membantu para ilmuwan merancang katalis yang lebih efisien untuk pemisahan air. Saat ini, iridium adalah katalis yang paling efisien, tetapi prosesnya masih kurang efisien dari yang diharapkan. Dengan memahami mekanisme pembalikan molekul air, para peneliti berharap dapat mengembangkan cara untuk mengurangi kebutuhan energi dan membuat produksi hidrogen lebih ekonomis.
Implikasi dari penelitian ini sangat besar. Jika para ilmuwan dapat meningkatkan efisiensi pemisahan air, hidrogen dapat menjadi sumber energi yang lebih terjangkau dan berkelanjutan. Ini akan membuka jalan bagi penggunaan hidrogen yang lebih luas dalam berbagai aplikasi, termasuk transportasi, industri, dan bahkan misi luar angkasa ke Mars.
Pekerjaan kami menggarisbawahi betapa sedikitnya pengetahuan kita tentang air di antarmuka. Air itu rumit, dan teknologi baru kami dapat membantu kita memahaminya dengan lebih baik, kata Geiger, menekankan pentingnya penelitian lebih lanjut dalam bidang ini.
Komentar0