Sebuah inovasi revolusioner dari tim peneliti Tiongkok menjanjikan solusi energi bersih yang berkelanjutan. Mereka berhasil mengembangkan sistem bertenaga surya yang mampu menghasilkan hidrogen hijau langsung dari kelembapan udara, bahkan di lingkungan dengan tingkat kelembapan rendah. Sistem ini menawarkan harapan baru bagi daerah-daerah yang kesulitan air dalam memproduksi energi bersih.
Bagaimana cara kerjanya? Sistem ini menggabungkan panel surya dengan material karbon berpori khusus. Material ini berfungsi menangkap dan menguapkan air dari udara. Uap air yang dihasilkan kemudian dialirkan ke elektroliser membran pertukaran proton (PEM) untuk menghasilkan hidrogen.
Berikut tahapan kerjanya:
Penangkapan Kelembapan: Material karbon berpori dengan afinitas air tinggi menyerap kelembapan dari udara sekitar. Afinitas air tinggi berarti material tersebut sangat mudah berikatan dengan molekul air.
Penguapan: Panas matahari yang ditangkap oleh panel surya digunakan untuk menguapkan air yang telah diserap.
Elektrolisis: Uap air kemudian dialirkan ke elektroliser PEM khusus. Elektroliser ini menggunakan energi matahari untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen.
Produksi Hidrogen: Hasil akhir dari proses ini adalah hidrogen hijau, energi bersih tanpa emisi karbon.
Keunggulan Sistem Ini:
- Mandiri Energi: Sistem sepenuhnya ditenagai oleh energi matahari, tanpa memerlukan sumber listrik eksternal.
- Memanfaatkan Kelembapan Udara: Tidak memerlukan air tawar dalam jumlah besar, karena bahan baku diambil langsung dari kelembapan udara.
- Efektif di Kondisi Kering: Tetap beroperasi dengan baik bahkan pada tingkat kelembapan rendah (hingga 20%).
- Ramah Lingkungan: Menghasilkan hidrogen hijau tanpa emisi karbon.
- Beroperasi Berkelanjutan: Teruji di lapangan dan mampu menghasilkan hidrogen secara terus menerus dalam jangka waktu lama.
Mengapa Ini Penting?
Teknologi ini menjanjikan produksi hidrogen berkelanjutan di daerah kering dan semi-kering, di mana ketersediaan air menjadi masalah utama. Hal ini berkontribusi pada pemenuhan kebutuhan global akan hidrogen hijau yang bersih, yang merupakan pilar penting dalam sistem energi masa depan untuk transportasi, industri, dan penyimpanan energi. Penelitian ini menunjukkan kemajuan signifikan dalam integrasi teknologi pemanenan air atmosfer dan elektrolisis, membuka jalan bagi inovasi energi bersih lebih lanjut.
Tim peneliti telah mengembangkan sistem mandiri yang menggabungkan pemanenan air atmosfer fototermal dengan elektrolisis membran pertukaran proton. Material berpori yang digunakan dalam sistem ini dibuat melalui proses sintesis templat dan kalsinasi, diikuti oleh oksidasi permukaan untuk meningkatkan afinitas air.
Sistem ini menunjukkan kinerja yang luar biasa, mampu menghasilkan hidrogen hampir 300 mL per jam pada kelembapan 40%, dengan stabilitas siklus dan keandalan jangka panjang yang sangat baik. Uji lapangan juga membuktikan bahwa hidrogen hijau dapat diproduksi secara berkelanjutan hanya dengan energi matahari, tanpa emisi karbon dan tanpa masukan energi eksternal. Inovasi ini membuka jalan baru untuk produksi hidrogen berkelanjutan di wilayah-wilayah yang kekurangan air.
