telusur.co.id -Kebutuhan akan sumber energi hijau yang berkelanjutan terus mendorong lahirnya berbagai inovasi di bidang teknologi dan energi. Menjawab tantangan tersebut, Guru Besar ke-237 Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Prof. Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T., mengembangkan teknologi pemanfaatan limbah aluminium sebagai sumber energi listrik ramah lingkungan.

Inovasi tersebut diperkenalkan dalam orasi ilmiah pengukuhannya sebagai profesor. Melalui pendekatan fisika-metalurgi, Prof. Doty mengubah limbah aluminium menjadi gas hidrogen yang kemudian dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik secara lebih efektif dan efisien.

Guru Besar dari Departemen Teknik Fisika ITS itu menjelaskan bahwa penggunaan sumber energi konvensional selama ini masih menimbulkan berbagai dampak ekologis. Selain itu, ketergantungan terhadap bahan baku primer juga menyebabkan deplesi sumber daya serta menghasilkan limbah industri dalam jumlah besar yang belum sepenuhnya dapat didaur ulang secara optimal.

“Daur ulang yang tidak optimal menyebabkan penurunan kualitas material yang seharusnya dapat dikelola dengan lebih efektif,” jelasnya dalam orasi ilmiah pengukuhannya sebagai profesor.

Berangkat dari permasalahan tersebut, Prof. Doty menawarkan konsep energi alternatif yang tidak hanya menghasilkan energi bersih, tetapi juga mendukung penerapan ekonomi sirkular melalui siklus energi tertutup.

Menurutnya, pendekatan tersebut memungkinkan material digunakan kembali tanpa mengalami penurunan kualitas, bahkan berpotensi meningkatkan nilai dan kualitas material yang dihasilkan.

“Hal ini dapat memastikan bahwa penggunaan ulang material tidak menurunkan kualitas dan bahkan mampu menaikkan tingkat kualitasnya,” imbuhnya.

Dalam penelitiannya, aluminium dipilih sebagai bahan utama karena memiliki sejumlah keunggulan, antara lain kerapatan energi volumetrik yang tinggi, ketersediaan yang melimpah di berbagai negara, serta kemampuan untuk didaur ulang secara berkelanjutan.

Prof. Doty menilai Indonesia memiliki peluang besar untuk bertransformasi dari sistem daur ulang berbasis peleburan sederhana menuju sistem daur ulang sirkular yang lebih maju. Salah satunya dengan memanfaatkan tramp element atau unsur pengotor logam yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal dalam proses peleburan.

Ia menjelaskan bahwa proses peleburan konvensional sering kali menyisakan limbah yang tidak dapat diproses kembali. Melalui pendekatan yang dikembangkannya, limbah tersebut justru dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi baru.

Lulusan doktor dari RWTH Aachen University, Jerman, itu menjelaskan bahwa teknologi yang dikembangkannya memanfaatkan reaksi kimia antara aluminium dan air untuk menghasilkan gas hidrogen.

Namun, terdapat tantangan utama berupa lapisan oksida alami alumina yang melindungi permukaan aluminium sehingga menghambat proses pelepasan energi.

Tingkatkan Efisiensi Produksi Hidrogen

Menurut Prof. Doty, berbagai metode telah digunakan untuk membuka lapisan oksida tersebut, mulai dari penggunaan katalis alkali dan katalis lainnya, perlakuan awal melalui proses milling dan rolling, sonikasi, hingga perlakuan kimia pada permukaan material.

Meski demikian, metode yang ada saat ini dinilai belum mampu menghasilkan efisiensi produksi hidrogen yang mendekati 100 persen maupun menjaga kestabilan aliran hidrogen selama proses berlangsung.

Karena itu, ia mengembangkan pendekatan baru yang berfokus pada aspek termodinamika proses, modifikasi permukaan aluminium, dan pengendalian reaksi.

Pada tahap termodinamika, dilakukan pemodelan untuk memahami mekanisme reaksi pada kondisi temperatur dan tekanan tinggi. Sementara itu, modifikasi permukaan aluminium dilakukan agar lapisan oksida pelindung tidak mengalami kerusakan berlebihan melalui mekanisme inverse biomimetic lotus-effect.

“Hal tersebut dilakukan guna meningkatkan efisiensi produksi,” tambah Kepala Laboratorium Material Fungsional Maju Departemen Teknik Fisika ITS tersebut.

Selain itu, pengendalian proses difokuskan pada upaya mencegah lonjakan temperatur yang muncul akibat pelepasan panas selama reaksi berlangsung.

Untuk mengatasi hal tersebut, Prof. Doty memanfaatkan metode co-solvent yang berfungsi sebagai pengatur suhu alami sehingga proses produksi hidrogen dapat berlangsung lebih stabil dan terkendali.

“Co-solvent tersebut berfungsi sebagai regulator termal alami untuk menekan lonjakan temperatur serta menjaga produksi hidrogen stabil dan terkontrol,” terangnya.

Kolaborasi dengan Mitra Internasional dan Industri

Pengembangan teknologi ini juga melibatkan berbagai mitra akademik dan industri, baik dari dalam maupun luar negeri.

Prof. Doty mengungkapkan bahwa penelitian tersebut telah menjalin kerja sama dengan sejumlah institusi, antara lain University of Exeter dan Universitas Kristen Petra.

Di sektor industri, pengembangan inovasi ini turut didukung oleh Aeramine Ltd, Gringgo Indonesia, serta PLN Nusa Power.

Menurutnya, kolaborasi tersebut diharapkan dapat mempercepat proses pengembangan dan implementasi teknologi sehingga manfaatnya dapat dirasakan lebih luas di masa mendatang.

Dedikasi Prof. Doty dalam mengembangkan inovasi energi berbasis limbah aluminium sejalan dengan target Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (Sustainable Development Goals/SDGs), khususnya tujuan ke-7 tentang Energi Bersih dan Terjangkau serta tujuan ke-9 tentang Industri, Inovasi, dan Infrastruktur.

Ia berharap prinsip ekonomi sirkular dapat semakin diterapkan dalam pengelolaan limbah dan pengembangan energi masa depan sehingga mampu mendukung terciptanya sistem energi yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.