Graphene Dapat Mengubah Air dan Karbon Dioksida Menjadi Energi

  20 Feb 2019 21:36:26    Aditya Mahendra

Penggunaan enegi matahari dan graphene yang diterapkan oleh para peneliti di Universitas Linköping, Swedia adalah salah satu metode untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi energy terbarukan di masa depan. Hasil mereka telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Carbon and Nano Letters.

Karbon, oksigen, dan hidrogen adalah tiga unsur yang diperoleh dengan memisahkan molekul karbon dioksida dan air. Unsur-unsur yang sama adalah blok bangunan zat kimia yang digunakan untuk bahan bakar, seperti etanol dan metana. Konversi karbon dioksida dan air menjadi bahan bakar terbarukan dapat menjadi alternatif bahan bakar fosil dan berkontribusi untuk mengurangi emisi karbon dioksida ke atmosfer. Jianwu Sun, dosen senior di Universitas Linköping, mencoba menemukan cara untuk melakukan hal itu.

Para peneliti di Universitas Linköping sebelumnya telah mengembangkan metode untuk memproduksi silikon karbida kubik, yang terdiri dari silikon dan karbon. Bentuk kubik memiliki kemampuan untuk menangkap energi dari matahari dan menciptakan operator muatan. Namun ini tidak cukup. Graphene, salah satu bahan tertipis yang pernah dihasilkan, memainkan peran kunci dalam proyek ini. Bahan terdiri dari satu lapisan atom karbon terikat satu sama lain dalam kisi heksagonal. Graphene memiliki kemampuan tinggi untuk melakukan arus listrik, properti yang akan berguna untuk konversi energi matahari. Ini juga memiliki beberapa sifat unik, dan kemungkinan penggunaan graphene sedang dipelajari secara luas di seluruh dunia.

Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah berusaha untuk meningkatkan proses dimana graphene tumbuh di permukaan untuk mengontrol sifat-sifat graphene. Hasil dari riset terakhir sudah dijelaskan dalam sebuah artikel di jurnal ilmiah Carbon.

"Relatif mudah untuk menumbuhkan satu lapisan graphene pada silikon karbida. Tapi itu adalah tantangan yang lebih besar untuk menumbuhkan graphene seragam area luas yang terdiri dari beberapa lapisan di atas satu sama lain. Kami sekarang telah menunjukkan bahwa mungkin untuk membuat graphene seragam. yang terdiri dari hingga empat lapis dengan cara yang terkontrol, "kata Jianwu Sun dari Departemen Fisika, Kimia dan Biologi di Universitas Linköping.

Salah satu kesulitan yang ditimbulkan oleh graphene multilayer adalah bahwa permukaan menjadi tidak merata ketika jumlah yang berbeda dari lapisan tumbuh di lokasi yang berbeda. Tepi ketika satu lapisan berakhir memiliki bentuk tangga kecil nanoscale. Para peneliti kini telah menemukan cara untuk menghapus langkah besar yang disatukan ini dengan menumbuhkan graphene pada suhu yang dikontrol dengan hati-hati. Selanjutnya, para peneliti telah menunjukkan bahwa metode mereka memungkinkan untuk mengontrol berapa banyak lapisan yang akan mengandung graphene. Ini adalah langkah kunci pertama dalam proyek penelitian yang sedang berlangsung yang bertujuan untuk membuat bahan bakar dari air dan karbon dioksida.

Dalam sebuah artikel yang terkait dalam jurnal Nano Letters, para peneliti menjelaskan penyelidikan ke dalam properti elektronik multilayer graphene yang ditumbuhkan pada silikon karbida kubik.

"Kami menemukan bahwa graphene multilayer memiliki sifat listrik yang sangat menjanjikan yang memungkinkan bahan untuk digunakan sebagai superkonduktor, bahan yang melakukan arus listrik dengan nol hambatan listrik. Sifat khusus ini muncul hanya ketika lapisan graphene disusun dengan cara khusus relatif terhadap satu sama lain, "kata Jianwu Sun.

Perhitungan teoritis telah memprediksi bahwa graphene multilayer akan memiliki sifat superkonduktif, asalkan lapisan disusun dengan cara tertentu. Dalam studi baru, para peneliti menunjukkan secara eksperimental untuk pertama kalinya bahwa ini adalah kasusnya. Magnet superkonduktor adalah magnet yang sangat kuat yang digunakan dalam kamera resonansi magnetik medis dan dalam akselerator partikel. Ada banyak bidang potensial aplikasi untuk superkonduktor, seperti jalur pasokan listrik dengan kehilangan energi nol, dan kereta berkecepatan tinggi yang mengapung di medan magnet. Penggunaannya saat ini dibatasi oleh ketidakmampuan untuk menghasilkan superkonduktor yang berfungsi pada suhu kamar. Saat ini superkonduktor yang tersedia berfungsi hanya pada suhu yang sangat rendah.