Proses Fotosintesis dalam Material



Guru besar kimia di University of Central Florida menemukan cara untuk memicu proses fotosintesis pada sebuah material sintesis yang dapat mengubah gas-gas rumah kaca menjadi udara yang bersih dan menghasilkan energi pada proses konversi tersebut. Cara ini sangat potensial dalam menghasilkan teknologi yang secara signifikan dapat mengurangi jumlah gas rumah kaca yang erat kaitannya dengan perubahan iklim, sekaligus juga menghasilkan energi yang ramah lingkungan.

Uribe-Romo, guru besar di UCF, menemukan cara memicu proses fotosintesis pada material sintesis
Uribe-Romo, guru besar di UCF, menemukan cara memicu proses fotosintesis pada material sintesis 
(sumber gambar: UCF Today)

Uribe-Romo, guru besar di University of Central Florida (UCF) bersama tim penelitiannya menemukan cara tersebut dalam material sintesis yang disebut metal-organic frameworks (MOF) yang dapat memecah karbon dioksida menjadi material organik yang tidak berbahaya. Bandingkan hal ini sebagai proses fotosintesis buatan yang sama dengan proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, yaitu mengubah karbon dioksida (CO2) dengan menggunakan cahaya matahari menjadi makanan. Tetapi dalam penelitian Uribe-Romo ini, bukannya menghasilkan makanan, tetapi menghasilkan energi yang berasal dari matahari.

Proses ini sebenarnya telah lama dipelajari dan telah berupaya diwujudkan oleh ilmuwan di seluruh dunia, tetapi terkendala pada bagaimana agar pemicu proses kimiawi itu dipicu oleh cahaya tampak. Selama ini diketahui bahwa sinar ultraviolet memiliki energi yang cukup untuk memungkinkan terjadinya reaksi pada material yang umum seperti titanium oksida. Sayangnya, sinar ultraviolet hanya 4% dari cahaya matahari yang mencapai bumi.

Ads by Google
Cahaya tampak —dari warna ungu hingga merah— adalah spektrum yang paling dominan dalam sinar matahari. Sehingga spektrum cahaya ini yang diupayakan untuk dapat menjadi pemicu proses fotosintesis buatan tersebut. Namun, hanya sedikit material yang mampu menyerap energi ini untuk dapat menyebabkan terjadinya reaksi kimiawi mengubah CO2 menjadi energi. Para peneliti telah mencobanya dengan berbagai jenis material, tetapi material yang dapat memenuhi sangat sedikit dan mahal seperti platinium, rhenium, dan iridium. Akibatnya proses ini sangat menguras biaya.

Pada akhirnya Uribe-Romo menggunakan titanium, logam tak beracun yang umum, dan menambahkan molekul-molekul organik yang bertindak sebagai antena pengumpul cahaya, untuk mengamati apakah proses ini dapat bekerja. Molekul yang digunakan sebagai antena pengumpul cahaya, yang disebut N-alkil-2-aminoterephthalates, dapat diatur untuk menyerap cahaya tertentu jika digabungkan dengan MOF. Dalam penelitian yang dilakukannya, Uribe-Romo mengatur antena ini untuk cahaya biru.

Bersama dengan timnya, Uribe-Romo menggunakan fotoreaktor (reaktor cahaya) untuk menguji hipotesis ini. Sejumlah karbon dioksida dengan jumlah yang terukur dialirkan secara perlahan ke fotoreaktor —fotoreaktor ini secara fisis berupa tabung silinder yang menyala biru yang tampak seperti sebuah tempat penyamakan— untuk melihat apakah terjadi reaksi terhadap karbon dioksida tersebut. Pendaran sinar biru dalam fotoreaktor ini berasal dari strip lampu LED biru dalam tabung silinder dan merupakan tiruan dari panjang gelombang biru sinar matahari.

Hasil yang diperoleh sesuai dengan hipotesis mereka. Terjadi reaksi kimia dimana CO2 diubah menjadi bentuk karbon tereduksi, format dan formamida, pada saat terjadinya proses pembersihan udara ini.

Menurut Uribe-Romo, sasaran selanjutnya dari penelitian yang telah dilakukannya tersebut adalah melanjutkan dan mengembangkan pendekatan yang telah digunakannya agar dapat dihasilkan jumlah karbon tereduksi yang lebih banyak sehingga lebih efisien. Uribe-Romo ingin melihat jika panjang gelombang cahaya tampak yang lainnya, selain warna biru yang digunakannya, juga dapat memicu reaksi kimia seperti ini. Caranya dengan melakukan pengaturan pada material sintesis. Jika hal tersebut berhasil, maka proses ini akan menjadi teknik yang sangat penting dalam mengurangi gas-gas rumah kaca.

“Ideanya adalah membangun stasiun yang akan menangkap sejumlah besar CO2, di dekat sebuah pembangkit energi. Gas-gas kemudian diisap ke stasiun tersebut dan pada saat proses pembersihan dan daur ulang gas-gas rumah kaca akan dihasilkan energi yang akan dikembalikan sebagai sumber energi pada pembangkit energi itu.”, urai Uribe.

Jika semua hal tersebut berhasil dikembangkan dan diproduksi, bukan tidak mungkin jika suatu hari nanti pemilik rumah dapat membeli atap rumah yang terbuat dari material seperti ini sehingga mereka dapat mengubah udara di sekitarnya sambil menghasilkan energi yang dapat digunakan untuk kebutuhan energi rumah tangganya.

Hal ini bukan hal yang mustahil untuk diwujudkan, tetapi jelas membutuhkan teknologi baru dan infrastruktur, tandas Uribe-Romo.

Nah, ada yang ingin berkontribusi dalam mengembangkan penelitian ini?

Penjelasan tentang proses ini dapat dilihat di kanal Youtube: Proses Fotosintesis dalam Material

Sumber: Science Daily

Proses Fotosintesis dalam Material Proses Fotosintesis dalam Material Reviewed by Momang Yusuf on 5/02/2017 05:47:00 PM Rating: 5

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.