Tidak ada keraguan bahwa perubahan iklim adalah masalah yang sangat serius (dan memburuk). Menurut laporan baru-baru ini oleh Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC), bahkan jika semua negara industri di dunia menjadi netral karbon dalam semalam, masalahnya akan terus bertambah buruk. Singkatnya, itu tidak cukup untuk berhenti memompa megaton CO2 ke atmosfer; kita juga harus mulai menghapus apa yang sudah kita taruh di sana.
Di sinilah teknik yang dikenal sebagai penangkapan karbon (atau penghilangan karbon) berperan. Mengambil petunjuk dari alam, tim peneliti internasional dari Universitas Waterloo, Ontario, telah menciptakan "daun buatan" yang meniru kemampuan menggosok karbon dari benda asli. Tapi bukannya mengubah CO atmosfer2 menjadi sumber bahan bakar untuk dirinya sendiri, daun mengubahnya menjadi bahan bakar alternatif yang bermanfaat.
Penelitian tim dijelaskan dalam sebuah makalah yang muncul baru-baru ini di jurnal Energi Alam. Tim ini dipimpin oleh Yimin A. Wu, seorang peneliti dengan Pusat Bahan Nanoscale di Argonne National Laboratory (ANL) di Illinois dan seorang profesor teknik dari Institut Waterloo untuk Nanoteknologi (WIN). Ia bergabung dengan para peneliti dari kedua institusi, serta California State University (Northridge), dan City University of Hong Kong.
Di alam, tanaman hijau mengubah CO atmosfer2 dan air menjadi glukosa dan oksigen melalui proses fotosintesis. Ini dimungkinkan berkat pigmen klorofil, yang menyerap cahaya dari Matahari dalam berbagai panjang gelombang (violet-blue dan orange-red) untuk memberi daya pada reaksi kimia. Glukosa kemudian digunakan oleh pabrik sebagai sumber bahan bakar, sementara gas oksigen dilepaskan.
Seperti yang dijelaskan Wu, dia dan timnya menggunakan ide yang sama untuk mendesain daun buatan mereka, yang mengandalkan proses yang sangat mirip tetapi menghasilkan produk akhir yang berbeda. “Kami menyebutnya daun tiruan karena meniru daun asli dan proses fotosintesis,” katanya. “Daun menghasilkan glukosa dan oksigen. Kami memproduksi metanol dan oksigen. "
Kunci dari proses (yang telah dikerjakan Wu dan rekan-rekannya sejak 2015) adalah tembaga oksida, bubuk merah murah yang direkayasa secara kimia untuk memiliki sebanyak mungkin partikel delapan sisi. Bubuk ini dibuat oleh reaksi kimia ketika glukosa, asetat tembaga, natrium hidroksida, dan natrium dodesil sulfat ditambahkan ke air yang telah dipanaskan pada suhu tertentu.
Bubuk ini kemudian ditambahkan ke air di mana ia berfungsi sebagai katalis ketika karbon dioksida dipompa masuk dan simulator surya menyinari seberkas cahaya putih ke dalam larutan. Reaksi kimia yang dihasilkan menghasilkan gas oksigen (melalui fotosintesis) sedangkan CO2, air, dan larutan serbuk diubah menjadi metanol. Karena metanol memiliki titik didih lebih rendah daripada air, larutan dipanaskan dan metanol dikumpulkan saat menguap.
Proses ini mencerminkan penelitian serupa yang dilakukan di University of Cambridge di Inggris, di mana para peneliti telah mengembangkan perangkat yang menggunakan fotosintesis yang dihasilkan oleh sinar matahari dan peredam cahaya kobalt untuk mengubah air dan CO.2 gas menjadi syngas. Zat ini terbuat dari campuran hidrogen dan karbon monoksida dan digunakan dalam pembuatan bahan bakar alternatif, farmasi, plastik, dan pupuk.
Ini juga mirip dengan konsep "pohon buatan" yang dikembangkan oleh Klaus Lackner, direktur Pusat Energi Berkelanjutan Lenfest di Universitas Columbia. Beberapa tahun yang lalu, Lackner mengusulkan metode di mana "pohon" dengan daun plastik berlapis resin dapat menghilangkan sebanyak 100 kali CO2 dari udara seperti pohon alami. Setelah daun menyerap karbon dioksida sebanyak yang mereka bisa, mereka ditempatkan dalam air untuk membuat biofuel.
Proses seperti ini menarik karena dua alasan. Pertama-tama, menghilangkan karbon dioksida (kontributor utama pemanasan global) dari atmosfer akan membantu memperlambat perubahan iklim. Kedua, bahan bakar alternatif yang dihasilkan akan memungkinkan orang untuk terus mengandalkan mobil non-listrik, sehingga memberi kita lebih banyak waktu untuk melakukan transisi ke kehidupan yang netral karbon. Atau seperti yang dikatakan Wu kepada Space Magazine melalui email:
“Teknologi ini diharapkan dapat mengurangi CO2 emisi dari perusahaan minyak, perusahaan mobil dan perusahaan baja. Ini juga dapat menyediakan bahan bakar yang bersih dan berkelanjutan, metanol, untuk kendaraan dan pesawat terbang. Metanol juga merupakan bahan baku dalam industri kimia untuk membuat plastik dan serat. Ini memberikan solusi untuk mengurangi emisi CO2 dan menghasilkan bahan bakar berkelanjutan untuk ekonomi hijau. "
Di masa depan, langkah-langkah tambahan akan diambil untuk meningkatkan hasil metanol dan mengkomersialkan proses yang dipatenkan sehingga dapat digunakan untuk keperluan industri. "Saya sangat gembira tentang potensi penemuan ini untuk mengubah permainan," tambah Wu. “Perubahan iklim adalah masalah mendesak dan kami dapat membantu mengurangi CO2 emisi sementara juga menciptakan bahan bakar alternatif. "
