• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Niobium Untuk Sel Bahan Bakar

Dengan solusi teknologi, Felipe de Moura Souza (2019) dan koleganya asal Federal University of the ABC (UFABC) di São Paulo State,  Brazil, berhasil memadukan niobium (Nb) dan gliserol (glycerol) untuk produksi sel bahan bakar (fuel cell). Sehingga sel bahan bakar gliserol dapat menggantikan baterai di ponsel dan laptop, bahkan sumber energi mobil listrik dan aliran listrik ke rumah-rumah.

“In principle, the cell will work like a glycerol-fueled battery to recharge small electronic devices such as cell phones or laptops. It can be used in areas not covered by the electricity grid. Later the technology can be adapted to run electric vehicles and even to supply power to homes. There are unlimited potential applications in the long run,” ungkap ahli kimia Dr. Felipe de Moura Souza, first author studi ilmiah itu, yang mengikuti program doktoral dari São Paulo Research Foundation (FAPESP). (José Tadeu Arantes, FAPESP, 21/11/2019; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, 21//1/2019).

Dalam sel bahan bakar, katalis memfasilitasi reaksi oksigen dan hidrogen. Itu biasanya terbuat dari bubuk platinum yang sangat tipis dilapisi dalam kertas atau kain karbon. Niobium (Nb) dalam proses itu menjadi ko-katalis, membantu aksi paladium (Pd) sebagai anoda sel bahan bakar. Penambahan niobium memungkinkan sejumlah paladium terbelah dua dan meningkatkan kekuatan sel.

Dalam riset ilmiah Felipe M. Souza et al. (2019), elektrokatalis biner PdxNby /C dengan dukungan Printex 6 L karbon hitam, dibuat dengan metode reduksi kimia sesuai natrium borohidrida. Elektrokatalis itu dikarakterisasi melalui SEM, TEM, XRD, EDS, ICP-MS, sudut kontak air (water contact angle) dan spektroskopi Raman.

Kinerja terbaik sel bahan bakar gliserol langsung alkali (alkaline direct glycerol fuel cell / ADGFC) diperoleh dengan menggunakan Pd1Nb1/C, yang menghasilkan kepadatan daya maksimum 27 mW cm ? 2 pada 70 ° C. Residu-residu produk-produk dari oksidasi gliserol dianalisis dengan menggunakan FT-Raman dan kromatografi cair kinerja tinggi (high?performance liquid chromatography/ HPLC). (Felipe M. Souza et al., 2019)

Elektrokatalis Pd1Nb1 / C menunjukkan potensi onset lebih negatif untuk reaksi oksidasi CO dan tingkat konversi gliserol menjadi karbonat lebih tinggi. Menurut hasil riset tim ahli itu, hidrofilisitas yang lebih tinggi, tingkat kelainan yang lebih tinggi, dan efek bifungsional meningkatkan aktivitas elektrokatalitik Pd, karena Nb memfasilitasi oksidasi CO teradsorpsi dalam Pd dan meningkatkan laju transfer elektron dari Pd ke dukungan karbon hitam. Karena itu, Nb adalah ko-katalis potensial untuk elektrokatalis berbasis Pd untuk ADGFC.

“Niobium [Nb] participates in the process as a co-catalyst, assisting the action of the palladium [Pd] used as the fuel cell anode. The addition of nobium enables the amount of palladium to be halved, lowering the cost of the cell. At the same time it significantly increases the power of the cell. But its main contribution is a reduction in the electrolytic poisoning of the palladium that results from the oxidation of intermediates that are strongly adsorbed in long-term operation of the cell, such as carbon monoxide," ungkap Profesor Mauro Coelho dos Santos asal UFABC, pembimbing studi doktoral Felipe de Moura Souza dan principal investigator studi ilmiah itu. (José Tadeu Arantes, FAPESP, 21/11/2019; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, 21/11/2019).

Dalam sel bahan bahar (fuel cell) itu, energi yang berasal dari aksi oksidasi gliserol dalam duksi oksigen (air) dan anoda dalam katoda, dikonversi menjadi listrik (electricity), sehingga hanya tersisa residu-residu gas karbon dan air. Reaksinya ialah C3H8O3 (gliserol cair / liquid glycerol)  + 7/2 O2 (gas oksigen/oxygen gas) ? 3 CO2 (carbon gas) + 4 H2O (air cair / liquid water). (Lihat bagan proses). Dari sisi ramah-lingkungan, pilihan solusi teknologi sel bahan bakar gliserol (glycerol fuel cell) ini dapat menggantikan mesin-mesin pembakaran (combustion engines)  dari bahan-bakar fosil. (José Tadeu Arantes, FAPESP, 21/11/2019). 

Hasil riset Felipe M. Souza dkk (2019) itu dirilis oleh jurnal ChemElectroChem edisi November 2019. Proyek riset itu didanai oleh São Paulo Research Foundation (FAPESP) di Brasil. Proyek risetnya melibatkan sejumlah ahli yaitu (1) Felipe M. Souza asal Laboratório de Eletroquímica e Materiais Nanoestruturados (LEMN) Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), Rua Santa Adélia 166, Bairro Bangu, 09210-170 Santo André – SP, Brazil;

(2) Paula Böhnstedt (didukung oleh FAPESP melalui studi sarjana) asal Laboratório de Eletroquímica e Materiais Nanoestruturados (LEMN) Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), Rua Santa Adélia 166, Bairro Bangu, 09210-170 Santo André – SP, Brazil; (3) Victor S. Pinheiro (didukung oleh FAPESP melalui studi doktoral) asal Laboratório de Eletroquímica e Materiais Nanoestruturados (LEMN) Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), Rua Santa Adélia 166, Bairro Bangu, 09210-170 Santo André – SP, Brazil;

(4) Edson C. Paz asal Laboratório de Eletroquímica e Materiais Nanoestruturados (LEMN) Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), Rua Santa Adélia 166, Bairro Bangu, 09210-170 Santo André – SP, Brazil; (5) Dr. Luanna Silveira Parreira (didukung oleh FAPESP melalui studi postdoctoral) asal Instituto de Química (IQ), Universidade de São Paulo (USP), Avenida Prof. Lineu Prestes 748, Cidade Universitária, 05508-000 São Paulo – SP, Brazil;

(6) Dr. Bruno L. Batista (didukung oleh FAPESP melalui Young Investigator Grant) asal Laboratório de Eletroquímica e Materiais Nanoestruturados (LEMN) Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), Rua Santa Adélia 166, Bairro Bangu, 09210-170 Santo André – SP, Brazil; (7) Prof. Mauro C. Santos (corresponding author).

Akhir-akhir ini, para ahli berupaya meneliti dan menukan katalis baru untuksel-sel bahan bakar ramah-lingkungan. Misalnya, Arumugam Sivanantham dkk (2018) asal Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (DGIST), berhasil mengembangkan katalisi ukuran nano yang dapat meningkatkan kinerja dan produksi sel-sel bahan bahar ramah-lingkungan (clean energy).

Hasil riset Arumugam Sivanantham dkk (2018) menunjukkan bahwa sel-sel bahan bahan membran polimer (Polymer electrolyte membrane fuel cells / PEMFCs) mengubah energi kimiawi yang dihasilkan selama reaksi antaa bahan bakar hidrogen dan oksigen menjadi energi listrik. Sehingga PEMFCs potensial menjadi sumber energi bersih dengan viabilitas dan potensi daur-ulang (reusability).

Hasil riset itu dirilis oleh jurnal Applied Catalysis B: Environmental, 2018 (Arumugam Sivanantham, Pandian Ganesan, Sangaraju Shanmugam, A synergistic effect of Co and CeO 2 in nitrogen-doped carbon nanostructure for the enhanced oxygen electrode activity and stability”, Applied Catalysis B: Environmental, 2018).

Oleh: Servas Pandur