Para ilmuwan DOE atau US Departement of Energy Brookhaven National Laboratory telah menemukan sistem katalitik baru untuk mengubah karbondioksida (CO2) menjadi metanol dimana merupakan komoditas utama yang digunakan untuk membuat berbagai bahan kimia industri dan bahan bakar. Dengan aktivitas secara signifikan lebih tinggi daripada katalis yang lain yang saat ini digunakan, sistem baru tergolong mudah didapatkan karena menggunakan karbondioksida yang biasanya tidak terlalu aktif berperan dalam reaksi-reaksi ini.
Jose Rodriguez yang merupakan ahli kimia dari Brookhaven sekaligus pemimpin dari penelitian tersebut mengatakan bahwa mengembangkan katalis yang efektif untuk sintesis metanol dari karbondioksida bisa sangat memperluas penggunaan gas yang melimpah ini sebagai bahan baku ekonomis. Bahkan, mungkin bisa jadi masa depan katalis tersebut bisa digunakan untuk membantu mengurangi akumulasi gas rumah kaca ini dengan menangkap karbondioksida yang dipancarkan dari mesin pembakaran metanol bertenaga dan sel bahan bakar serta daur ulang untuk mensintesis bahan bakar baru.
Masa itu tentu saja akan ditentukan oleh berbagai faktor termasuk ekonomi, Rodriguez menekankan bahwa studi penelitian dasar mereka berfokus pada ilmu penemuan bagaimana katalis tersebut bekerja dan penggunaan pengetahuan ini untuk meningkatkan aktivitas dan selektivitas mereka. Tim peneliti termasuk ilmuwan dari Brookhaven, University of Seville di Spanyol dan Central University of Venezuela menjelaskan hasil mereka pada edisi jurnal Science tanggal 1 Agustus 2014.
Karena karbondioksida biasanya cukup jarang digunakan dalam reaksi kimia dan lemah dalam berinteraksi dalam sebagian besar katalis sehingga agak sulit untuk dipahami. Studi ini diperlukan penggunaan baru dalam pengembangan in-situ pencitraan dan teknik sidik jari kimia. Teknik ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengintip ke evolusi dinamis berbagai katalis karena mereka beroperasi secara real time. Para ilmuwan juga menggunakan model komputasi di Universitas Seville dan Barcelona Supercomputing Center untuk memberikan gambaran mekanisme molekul dari sintesis metanol.
Tim ini sangat tertarik untuk menjelajahi katalis yang terdiri dari tembaga dan nanopartikel ceria (cerium-oksida), kadang-kadang juga dicampur dengan titania. Studi para ilmuwan sebelumnya dengan katalis nanopartikel seperti logam-oksida telah menunjukkan reaktivitas yang luar biasa dalam berbagai reaksi. Dalam studi tersebut, antarmuka dari dua jenis nanopartikel ternyata penting untuk reaktivitas katalis dengan situs yang sangat efektif terbbentuk di daerah dimana dua fase bertemu.
Studi ini mengungkapkan bahwa komponen logam katalis saja tidak bisa melakukan semua langkah kimia yang diperlukan untuk produksi metanol. Aktivasi mengikat dan yang paling efektif dari karbondioksida terjadi pada antarmuka antara nanopartikel logam dan oksida dalam cerium-oksida atau tembaga dalam sistem katalitik.
Katalis yang dihasilkan dalam mengubah karbondioksida menjadi metanol lebih dari seribu kali lebih cepat dari partikel tembaga polos dan hampir 90 kali lebih cepat dari tembaga umum atau katalis seng oksida yang sedang digunakan industri.
Penelitian ini menggambarkan manfaat besar yang dapat diperoleh dengan benar dalam sifat antarmuka logam oksida dalam katalis untuk sintesis metanol. Alex Harris selaku ketua Departemen Lab Kimia Brookhaven mengatakan bahwa ini adalah langkah yang sangat menarik dan tampaknya perlu membuat strategi baru untuk desain katalis yang sangat aktif untuk sintesis alkohol dan molekul terkait.
Pekerjaan di Lab Brookhaven didukung oleh Kantor DOE of Science. Penelitian ini juga dilakukan di University of Seville dan didanai oleh Ministrio de Economia y Competitividad Spanyol dan Dana Pembangunan Daerah Eropa. . Instituto de Tecnologia Venezolana para el Petroleo didukung bagian dari pekerjaan yang dilakukan di Universitas Sentral Venezuela.
Sumber : Sciencedaily.com
