19 November 2024
3 Maksudku membaca
Bubuk Eksotis Menarik Karbon Dioksida dari Udara dengan Kecepatan Tercatat
Senyawa kristal unik menyerap CO2 dengan efisiensi besar

Gambar Boris Zhitkov/Getty
Cerita ini diproduksi bekerja sama dengan Pulitzer Center Jaringan Laporan Laut.
Para ilmuwan dan insinyur sedang mengembangkan mesin raksasa untuk menyedot karbon dioksida dari atmosfer, namun teknologi ini juga menyedot banyak energi dan uang—sebanyak $1.000 per metrik ton CO yang ditangkap.2. Ahli kimia di Universitas California, Berkeley, telah menciptakan bubuk kuning yang mereka klaim dapat meningkatkan medan ini dengan menyerap CO2 jauh lebih efisien.
Proyeksi iklim yang terperinci menunjukkan bahwa dunia perlu mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida2 dibandingkan yang dilakukan saat ini untuk mencapai target iklim. AS menginvestasikan miliaran dolar pada perusahaan-perusahaan baru yang mengembangkan teknologi penangkapan udara langsung (DAC), yang menggunakan kipas untuk meniupkan udara melalui bahan alkali yang terikat dengan CO2 yang sedikit asam.2. Selain alkali dan batu kapur yang dihancurkan, bahan alkali yang populer adalah amina, senyawa yang biasanya dihasilkan dari amonia.
Tentang mendukung jurnalisme sains
Jika Anda menyukai artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami dengan berlangganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.
Mahasiswa pascasarjana Zihui Zhou dan profesor Omar Yaghi, keduanya di UC Berkeley, menyematkan amina dalam senyawa kristal yang dikenal sebagai kerangka organik kovalen, yang memiliki luas permukaan besar. Bubuk yang dihasilkan, yang mereka beri nama COF-999, adalah perancah mikroskopis hidrokarbon yang disatukan oleh ikatan karbon-nitrogen dan karbon-karbon yang sangat kuat, seperti yang ditemukan pada berlian. Amina berada di ruang terbuka perancah, siap mengambil CO2 molekul yang melewatinya. Ketika Zhou dan Yaghi memompa udara melalui tabung berisi bubuk, gas tersebut menangkap CO2 pada tingkat terbesar yang pernah diukur, tulis mereka baru-baru ini alam belajar pada bulan Oktober. “Kami sedang membersihkan CO2 benar-benar kehabisan udara,” kata Yaghi.
Selain peralatan, biaya terbesar untuk DAC seringkali adalah energi untuk memanaskan bahan penyerap sehingga melepaskan CO yang ditangkap.2yang dikumpulkan dalam tangki dan kemudian disuntikkan di bawah tanah atau dijual ke industri. Bubuk tersebut mengeluarkan CO2 ketika dipanaskan hingga 60 derajat Celcius—jauh lebih kecil dari suhu lebih dari 100 derajat C yang dibutuhkan oleh pembangkit DAC saat ini. Bubuk tersebut dikerahkan lagi untuk menangkap CO2 dari udara. Setelah lebih dari 100 siklus penangkapan dan pelepasan, menurut penelitian tidak menunjukkan penurunan kapasitas yang signifikan.
Senyawa COF-999 juga dapat bersaing dengan amina cair yang digunakan dalam penangkapan karbon dan scrubber penyimpanan di pabrik pengilangan dan cerobong asap pembangkit listrik, kata Yaghi. Beratnya cukup ringan—200 gram dapat menurunkan CO sebanyak itu2 dalam setahun sebagai pohon besar—yang juga berpotensi menghilangkan karbon dari knalpot pesawat.
Perusahaan sudah memproduksi bahan serupa, kerangka logam organik, untuk menangkap CO2 dari cerobong asap, serta masker gas untuk melindungi dari bahan kimia berbahaya. Dalam struktur kristal ini, ikatan super kuat terbentuk antara senyawa logam, bukan hidrokarbon. Namun Yaghi, pemilik perusahaan yang memproduksi kedua jenis bahan tersebut, mengatakan COF-999 bisa lebih tahan lama, tahan air, dan efisien dalam menghilangkan CO.2 kerangka organik logam terkemuka. A Komunikasi Alam sebuah penelitian yang diterbitkan pada bulan September melaporkan bahwa kerangka organik kovalen lain berdasarkan ikatan fosfat juga berpotensi menangkap karbon.
Bubuk COF-999 belum diuji untuk penerapan di kehidupan nyata, kata Jennifer Wilcox, insinyur kimia Universitas Pennsylvania yang sebelumnya bekerja pada penghilangan karbon di Departemen Energi AS. Misalnya, jika terlalu banyak membatasi aliran udara saat dilapisi pada filter atau dibentuk menjadi pelet, hal ini dapat meningkatkan konsumsi energi kipas. Sifat teknik ini, kata Wilcox, “pada akhirnya akan menentukan biayanya.”