Peneliti Jepang telah berinovasi dengan metode “satu pot” untuk memproduksi lembaran nano paladium, yang menawarkan peningkatan signifikan dalam efisiensi energi dan aktivitas katalitik. Terobosan dalam nanoteknologi ini dapat merevolusi penggunaan paladium di berbagai industri, menandai langkah signifikan menuju solusi energi yang lebih berkelanjutan. Kredit: Minoru Osada
Sebuah tim dari Institut Bahan dan Sistem Masa Depan di Universitas Nagoya, Jepang, telah menginovasi teknik “satu pot” baru untuk membuat lembaran nano menggunakan logam yang lebih langka. Kemajuan ini menjanjikan proses produksi energi yang lebih ramah lingkungan. Temuan ini baru-baru ini dipublikasikan di jurnal ACS Nano.
Memproduksi energi ramah lingkungan penting karena membantu mengurangi pemanasan global dan berkontribusi dalam membangun masyarakat netral karbon. Sumber energi bersih yang potensial menggunakan katalis hidrogen, seperti paladium (Pd). Industri menggunakan Pd dalam elektrolisis untuk memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Setelah itu, hidrogen dalam sel bahan bakar digunakan untuk menghasilkan listrik. Satu-satunya produk sampingan adalah air.
Kemajuan dalam Nanoteknologi
Pd umumnya digunakan dalam bentuk 'nanopartikel' bulat untuk aplikasi katalis. Namun, permukaan yang lebih datar dan tipis akan menggunakan lebih sedikit logam mulia dan meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk reaksi.
Minoru Osada masuk Universitas Nagoya dan kelompok risetnya telah mengembangkan cara baru untuk membuat Pd nanosheets. Mereka menyebutnya “metode satu pot” karena bisa dilakukan dalam satu botol kaca. Lembaran yang dihasilkan sangat tipis (1~2 nm) sehingga dapat dibandingkan dengan ukuran molekul tunggal atau DNA untai.
Metode “Satu Pot”.
Menurut Osada, “Metode baru kami yang dikembangkan adalah proses yang aman, sederhana, dan hemat energi. Nanosheet dapat disintesis pada suhu rendah 75°C dalam satu jam tanpa wadah reaksi khusus. Meskipun metode sintesis konvensional mengalami kesulitan dalam mensintesis lembaran nano dengan ketebalan dan ukuran yang seragam, metode satu pot kami dapat dengan mudah melakukan hal ini.”
Nanosheet ini menawarkan peningkatan besar dibandingkan teknologi yang ada. “Lembar nano 2D kami memiliki luas permukaan 2,8 kali lebih besar dibandingkan nanopartikel bola karena bentuknya yang seperti lembaran,” kata Osada. “Mereka memiliki aktivitas katalitik dua kali lipat dibandingkan katalis evolusi hidrogen generasi saat ini dalam uji kinerja.”
Karena reaksi hidrogen penting bagi banyak industri, penelitian ini menjanjikan dampak transformatif. Osada menyatakan harapannya bahwa lembaran nano Pd yang baru akan digunakan tidak hanya dalam energi terbarukan tetapi juga di berbagai industri. “Sampai saat ini, nanopartikel Pd telah banyak digunakan sebagai katalis penting dalam berbagai reaksi kimia mulai dari pemurnian gas hingga sintesis farmasi. Lembaran nano Pd berpotensi menggantikan katalis Pd konvensional dan merevolusi proses ini.”
Referensi: “Sintesis Nanosheet yang Mudah dan Implikasinya terhadap Aktivitas Katalitik Unggul” oleh Sumiya Ando, Eisuke Yamamoto, Makoto Kobayashi, Akichika Kumatani dan Minoru Osada, 6 November 2023, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c07861
NewsRoom.id
