Alternatif Katalis Platina: Katalis Berbahan Dasar Besi Dan Mangan
KALBARNEWS.CO.ID (RUSIA) - Para
ilmuwan dari Institut Kimia Solusi Krestov dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia
(RAS) telah mengembangkan katalis berbahan besi dan mangan yang dapat digunakan
sebagai alternatif katalis platinum yang lebih mahal untuk sel bahan bakar. Hasil
penelitian tersebut telah dipublikasikan dalam Journal of Electroanalytical
Chemistry.
Sel bahan bakar yang mengubah energi kimia hidrogen menjadi listrik menawarkan alternatif pengganti baterai litium-ion, yang saat ini belum tersedia metode pembuangan yang efisien. Prinsip pengoperasian sel bahan bakar cukup sederhana: hidrogen melepaskan elektron selama reaksi, sedangkan oksigen menerima partikel bermuatan dan direduksi menjadi air.
Namun
reaksi seperti itu memerlukan penggunaan katalis yang memicu dan mempercepat
konversi oksigen menjadi air. Jenis katalis yang paling umum digunakan
untuk tujuan ini adalah katalis platina, yang tidak hanya mahal tetapi juga
cepat kehilangan sifatnya karena interaksi dengan senyawa organik dan
anorganik.
Sebuah alternatif untuk katalis platinum telah diajukan oleh para ilmuwan dari Krestov Institute of Solution Chemistry RAS, yang telah mengembangkan katalis porfirin bimetalik dalam bentuk film. Pertama, penulis penelitian mensintesis porfirin – molekul kompleks yang mengandung nitrogen yang terdiri dari empat cincin karbon yang saling berhubungan.
Setelah itu, mereka memasukkan atom
logam (besi atau mangan) ke dalam struktur, yang terpasang kuat di tengah
cincin nitrogen-karbon. Pada penelitian tahap akhir, para peneliti
menggunakan metode elektrokimia untuk menghasilkan dua jenis katalis: pertama,
katalis yang mengandung atom besi atau mangan secara terpisah, dan kedua,
katalis besi-mangan bimetalik.
Para ilmuwan menguji kemampuan film untuk mengkatalisis reaksi reduksi oksigen dengan menempatkan katalis ke dalam sel elektrokimia yang diisi dengan alkali dan mengeluarkan oksigen melalui sel. Para penulis mengevaluasi efisiensi transformasi kimia berdasarkan tegangan pada elektroda sel, yaitu elemen penghantar arus.
Intensitas arus yang dihasilkan pada tegangan lebih
rendah oleh katalis yang mengandung dua logam adalah 1,5 kali lebih tinggi
dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh katalis mangan atau besi.
“Karena harganya yang relatif murah, metalloporphyrin besi dan mangan memiliki toksisitas rendah dan dapat digunakan sebagai katalis untuk pengoperasian sel bahan bakar. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan perangkat ini dalam menyimpan dan mengubah energi. Di masa depan, kami berencana untuk mengevaluasi dampak terhadap aktivitas katalis porfirin bimetalik dengan adanya atom kobalt, tembaga, dan nikel.
Ditambah lagi, dengan mengubah struktur
kimia porfirin dan lingkungan molekuler atom logam, kita akan dapat
menyempurnakan cara kerja katalis agar reaksi yang diinginkan dapat terjadi,” Sergey
Kuzmin, kandidat ilmu kimia dan peneliti senior di Krestov Institute of
Solution Chemistry RAS, seperti dikutip dari Russian Science Foundation.(Tim
Liputan)
Editor : Aan
