Bagaimana Sampah Plastik Pemanasan Kilat Dapat Menghasilkan Hidrogen Dan Grafena Hijau

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Bagaimana Sampah Plastik Pemanasan Kilat Dapat Menghasilkan Hidrogen Hijau dan Grafena Kecerdasan Data PlatoBlockchain. Pencarian Vertikal. Ai.

Hidrogen bisa jadi bahan bakar ramah lingkungan di masa depan, namun saat ini bahan bakar tersebut sebagian besar terbuat dari bahan bakar fosil yang prosesnya menghasilkan banyak CO2. Namun, sebuah teknik baru menghasilkan gas hidrogen dari sampah plastik tanpa emisi karbon langsung, sekaligus menghasilkan graphene yang berharga sebagai produk sampingannya.

Baterai saat ini merupakan pendekatan terdepan dalam dekarbonisasi transportasi, namun penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar masih memiliki banyak keuntungan. Ia memiliki kepadatan energi yang jauh lebih tinggi, yang dapat memberikan jangkauan yang lebih luas bagi kendaraan bertenaga hidrogen, dan pengisian bahan bakar dengan hidrogen jauh lebih cepat daripada mengisi ulang baterai. Ini juga merupakan bahan bakar yang menjanjikan industri berat seperti pembuatan baja yang tidak dapat dengan mudah dialiri listrik dan dapat berguna untuk penyimpanan energi jangka panjang.

Kredensial hidrogen yang ramah lingkungan sangat bergantung pada cara produksinya. Penggunaan listrik untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen dapat berkelanjutan jika didukung oleh energi terbarukan. Namun prosesnya saat ini sangat mahal, dan sebagian besar hidrogen saat ini dibuat dengan mereaksikan metana dari bahan bakar fosil dengan uap, sehingga menghasilkan sejumlah besar CO2 sebagai produk sampingannya.

Sebuah proses baru yang menjanjikan yang dikembangkan oleh para peneliti di Rice University menghasilkan hidrogen dari sampah plastik tanpa mengeluarkan CO2 secara langsung. Tentu saja, hal ini juga perlu didukung oleh energi terbarukan. Namun selain menghasilkan hidrogen, proses tersebut juga menghasilkan graphene kelas komersial sebagai produk sampingan, yang dapat dijual untuk membayar produksi hidrogen.

“Kami mengubah sampah plastik—termasuk sampah plastik campuran yang tidak perlu disortir berdasarkan jenis atau dicuci—menjadi gas hidrogen dengan hasil tinggi dan graphene bernilai tinggi,” Kevin Wyss, yang memimpin penelitian saat menyelesaikan gelar PhD di Rice, mengatakan dalam siaran pers. “Jika graphene yang diproduksi dijual hanya dengan harga 5 persen dari nilai pasar saat ini—diskon penjualan sebesar 95 persen—hidrogen bersih dapat diproduksi secara gratis.”

Proses baru ini mengandalkan teknik yang dikenal sebagai pemanasan flash joule, yang dikembangkan di laboratorium profesor Rice, James Tour. Ini melibatkan penggilingan plastik menjadi potongan-potongan seukuran konfeti, mencampurkannya dengan bahan konduktif, menempatkannya dalam tabung, dan kemudian mengalirkan tegangan sangat tinggi ke dalamnya. Hal ini memanaskan campuran hingga sekitar 5,000 derajat Fahrenheit hanya dalam 4 detik, menyebabkan atom karbon dalam plastik menyatu menjadi graphene dan melepaskan campuran gas yang mudah menguap.

Laboratorium tersebut awalnya berfokus pada penggunaan teknik mengubah sampah plastik menjadi graphene, dan Tour mendirikan startup bernama Universal Matter untuk mengkomersialkan proses tersebut. Namun setelah menganalisis komposisi produk sampingan uap, tim menyadari bahwa produk tersebut mengandung sejumlah besar gas hidrogen dengan kemurnian mencapai 94 persen. Hasilnya dipublikasikan baru-baru ini kertas masuk advanced Material.

Dengan mengunci semua karbon plastik dalam graphene, pendekatan ini menghasilkan hidrogen tanpa melepaskan CO2. Dan dari segi ekonomi, hal ini sangat menarik dibandingkan dengan metode lain dalam memproduksi hidrogen ramah lingkungan—bahan bakunya adalah produk limbah, dan menjual graphene bahkan dengan harga yang lebih murah dari harga pasar saat ini berarti hidrogen diproduksi secara gratis.

Membuat proses tersebut berhasil pada skala industri pasti akan menjadi tantangan, Upul Wijayantha di Cranfield University di Inggris, mengatakan New Scientist. “Kami tidak tahu, di luar skala laboratorium, tantangan apa yang akan mereka hadapi ketika mereka menangani plastik, campuran gas, dan produk sampingan dalam skala besar, seperti graphene,” katanya.

Meskipun demikian, Tour optimis bahwa pendekatan ini dapat dikomersialkan dalam waktu yang relatif cepat. “Anda pasti bisa melakukan penerapan skala yang lebih kecil untuk menghasilkan hidrogen dalam waktu lima tahun,” katanya New Scientist. “Anda dapat melakukan penerapan skala besar dalam waktu 10.”

Jika dia benar, teknik baru ini dapat membunuh dua burung dengan satu batu—membantu mengatasi sampah plastik dan memproduksi bahan bakar ramah lingkungan sekaligus.

Gambar Kredit: Tumpukan flash graphene berlapis yang terbentuk dari sampah plastik. (Kevin Wyss/Laboratorium Tur)