Meningkatnya konsentrasi gas karbon dioksida (CO₂) di atmosfer merupakan masalah serius yang harus segera ditangani oleh masyarakat modern. Salah satu solusi alternatif yang menjanjikan untuk mengatasi masalah ini adalah dengan mengubah CO₂ menjadi bahan bakar. Selain itu, pemanfaatan senyawa kimia bernilai tambah, seperti asam format (HCOOH). Penelitian ini berfokus pada metode elektrokimia untuk mereduksi CO₂ menggunakan elektroda boron-doped diamond (BDD) yang dimodifikasi dengan bahan SnO-SnO₂/Ti₃C₂T_x, yang berperan sebagai katalis dalam meningkatkan kinerja elektroda kerja. Peneltian ini merupakan Kerjasama antara Universitas Airlangga, Peneliti dari Institut Teknologi Bandung, Keio University, dan Kyushu University.

Dalam penelitian ini, material SnO-SnO₂/Ti₃C₂T_x diterapkan dalam tiga konsentrasi yang berbeda: 0,05 g/mL, 0,1 g/mL, dan 0,2 g/mL. Kemudian diaplikasikan pada permukaan elektroda BDD. Karakterisasi dilakukan menggunakan metode voltametri siklik (CV), mikroskop elektron pemindai dengan spektroskopi sinar-X energi-dispersif (SEM-EDX), dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa reduksi elektrokimia CO₂ menggunakan elektroda SnO-SnO₂/Ti₃C₂T_x dengan konsentrasi 0,2 g/mL pada potensial reduksi -0,903 V (vs. NHE) mampu menghasilkan konsentrasi HCOOH tertinggi sebesar 21,32 ppm dengan efisiensi Faraday sebesar 94,06%. Elektroda SnO-SnO₂/Ti₃C₂T_x ini dibandingkan dengan elektroda bare-BDD dan BDD-MXene pada potensial reduksi yang sama. Konsentrasi HCOOH yang dihasilkan oleh bare-BDD adalah 7,63 ppm dengan efisiensi Faraday 63,28%. Sedangkan BDD-MXene menghasilkan 9,81 ppm dengan efisiensi Faraday 79,87%.

Temuan

Penelitian ini menunjukkan bahwa elektroda BDD yang dimodifikasi dengan SnO-SnO₂/Ti₃C₂T_x efektif dalam mengurangi overpotensial reduksi CO₂. Selain itu juga menghasilkan efisiensi HCOOH yang lebih tinggi. Di masa depan, teknologi ini berpotensi besar untuk diaplikasikan dalam upaya mengurangi emisi CO₂. Teknologi ini menghasilkan bahan bakar serta senyawa kimia bernilai tambah. Sehingga, dapat membantu mengatasi masalah perubahan iklim dan menyediakan alternatif energi yang berkelanjutan.

Penulis: Prastika Krisma Jiwanti, S.Si., M.Sc.Eng., Ph.D.

Link: https://doi.org/10.1007/s10008-024-05983-7

Baca juga: Prehipertensi yang Berkaitan dengan Kebiasaan Minum Kopi dan Kualitas Tidur