Kekhawatiran akan meningkatnya aplikasi hyperbranched aminosilica bukan disebabkan oleh teknologi, namun lebih disebabkan oleh timeline. Kami tahu latihannya. Tingkat karbon dioksida meningkat. Para ilmuwan iklim sepakat bahwa manusia adalah faktor utama, meskipun Anda masih mendengar argumen bahwa ini semua merupakan siklus alami. Kita mengendarai gelombang itu, suka atau tidak. Untuk memperlambat pergeseran tersebut, para peneliti mencari bahan bakar yang tidak melepaskan CO2 seperti bensin.
Biofuel seperti etanol selulosa dari jagung atau rumput switchgrass dapat membantu. Mereka mengurangi emisi hingga 85 persen dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Itu penting. Tapi itu bukan nol. Hidrogen lebih bersih. Membakarnya di mesin dan satu-satunya keluaran adalah air. Listrik dari tenaga angin atau matahari bahkan lebih baik lagi karena tidak menghasilkan emisi pada saat digunakan. Tangkapannya adalah kedewasaan. Teknologi-teknologi ini masih terus dikembangkan. Mereka menghadapi rintangan berat seperti biaya tinggi dan rasio energi bersih yang buruk. Anda menggunakan lebih banyak energi untuk membuat bahan bakar daripada yang Anda keluarkan dari pembakarannya.
Minyak masih menguasai dunia. Ini menggerakkan pesawat terbang, truk pengangkut barang, dan pembangkit listrik. Ini mendominasi perekonomian global. Jadi pertanyaannya menjadi jelas. Jika kita belum bisa lepas dari minyak, mengapa tidak menangkap CO2 yang dihasilkannya?
Hal itulah yang sedang diselidiki oleh Profesor Chris Jones dan timnya di Institut Teknologi Georgia. Mereka mengembangkan bahan yang disebut hyperbranched aminosilica (HAS). Ia menangkap dan menyimpan emisi karbon dioksida. Pertanyaan besarnya masih tersisa. Akankah kita segera melihat knalpot yang terbuat dari bahan ini? Dan apa sebenarnya HAS itu?
Pengertian Aminosilika Hyperbranch
Namanya muluk-muluk, tapi konsepnya lugas. HAS adalah struktur kimia yang dirancang untuk menangkap molekul CO2. Ia bertindak seperti spons emisi karbon. Tim di Georgia Tech merancang bahan khusus ini untuk mengatasi kesenjangan antara ketergantungan minyak saat ini dan kebutuhan untuk menurunkan emisi gas rumah kaca. Ini bukan pengganti bahan bakar. Ini adalah strategi pengendalian emisi.
Bahan tersebut bekerja dengan berinteraksi dengan gas buang. Alih-alih membiarkan CO2 lepas ke atmosfer, HAS malah mengikatnya. Proses ini menyimpan karbon dalam bentuk stabil. Ini mencegah gas berkontribusi terhadap efek rumah kaca. Teknologi ini masih dalam tahap penelitian. Ini bukanlah sesuatu yang dapat Anda gunakan pada kendaraan Anda saat ini. Tapi ini mewakili perubahan dalam cara kita berpikir tentang mesin pembakaran internal.
Mengapa fokus pada penangkapan dibandingkan konversi? Karena infrastruktur minyak sudah terlalu mengakar sehingga tidak dapat digantikan dalam waktu semalam. Mengubah seluruh rantai pasokan global dari minyak mentah menjadi hidrogen atau listrik terbarukan membutuhkan waktu puluhan tahun. Menangkap emisi dari sumbernya menawarkan sebuah jembatan. Hal ini memungkinkan sistem yang ada untuk beroperasi dengan dampak iklim yang lebih kecil.
Ilmu pengetahuan di balik HAS bergantung pada komposisi kimianya. Bagian “aminosilika” mengacu pada ikatan silikon-oksigen dengan gugus amina terikat. Gugus amina ini bersifat reaktif. Mereka memiliki afinitas tinggi terhadap karbon dioksida. Struktur “hiperbercabang” meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk reaksi ini. Semakin luas permukaan berarti semakin banyak CO2 yang ditangkap per unit material. Efisiensi ini sangat penting agar teknologi ini dapat diterapkan dalam aplikasi otomotif.
Tantangan Praktis Penangkapan Karbon
Tidak ada makan siang gratis di bidang teknik. HAS menghadapi kendala yang sama seperti teknologi bahan bakar alternatif lainnya. Biaya adalah hambatan terbesar. Memproduksi bahan kimia khusus
Mengapa Pembangkit Listrik Mengalahkan Mobil dalam Emisi Karbon
Mari kita luruskan perhitungannya. Anda mungkin berasumsi pipa knalpot adalah masalah terbesar. Tidak. Di AS, batu bara menyumbang 50 persen energi yang digunakan dalam jaringan listrik. Secara global, pembangkit listrik menyumbang 26 persen emisi CO2. Angkutan? Hanya 13 persen. Mobil adalah sebuah gejala. Cerobong asap adalah sumbernya.
Itulah sebabnya Dr. Chris Jones di Institut Teknologi Georgia tidak memperhatikan knalpot Anda. Dia sedang mengamati gas buang yang keluar dari cerobong asap industri. Bahan yang dimaksud adalah hyperbranched aminosilica, atau HAS. Sepertinya pasir putih. Itu adalah bedak. Namun di dalam, strukturnya rumit.
Jones dan timnya menggunakan ikatan kovalen untuk menghubungkan amina (senyawa organik berbasis nitrogen) dengan silika (kuarsa). Hasilnya menciptakan struktur mirip pohon dengan banyak cabang. Di ujung cabang-cabang ini terdapat situs amino. Situs-situs ini dirancang untuk menangkap molekul CO2 dan menahannya dengan erat.
Cara Kerja Proses Pengambilan
Ketika gas buang melewati senyawa ini, CO2 terperangkap. Itu menempel. Ia tidak hanyut. Untuk mendapatkannya kembali, Anda harus memanaskan bahannya. Setelah dilepaskan, karbon dioksida dapat ditangkap dan disimpan. Ini adalah penyerapan karbon.
Tapi ini bukan hanya soal mengubur gas. Ada kasus penggunaan. Di Louisiana, sebuah perusahaan menanam alga untuk biofuel. Mereka memberi makan alga dengan menangkap CO2. Alga tumbuh. Bahan bakarnya dibuat. Siklus itu berulang.
Pendekatan ini memiliki keunggulan tersendiri dibandingkan metode lama. Pertama, dapat didaur ulang. Tim Georgia Tech menguji satu batch sebanyak 12 kali. Tidak ada penurunan nyata dalam kemampuan adsorpsi. Kedua, ia menangani kelembapan dengan baik. Uap air selalu ada dalam gas buang, yang biasanya mematikan metode penangkapan lainnya. HAS tidak peduli. Terakhir, masukan energinya rendah. Satu-satunya energi yang dibutuhkan hanyalah panas yang dibutuhkan untuk melepaskan CO2 nantinya.
Rintangan Teknik
Ini belum merupakan solusi yang sempurna. Ada titik-titik gesekan. Reaksi antara CO2 dan situs amina menghasilkan panas. Bahan ini bekerja paling baik pada suhu dingin. Jadi para insinyur menghadapi masalah manajemen termal. Mereka perlu menghilangkan panas yang dihasilkan dengan cepat agar pengikatannya tetap efisien.
Lalu ada aplikasi fisik. Bagaimana cara memasukkan ini ke dalam cerobong asap? Apakah Anda mengemasnya seperti pasir? Apakah Anda membuat cakram lepasan yang menutup bukaan tumpukan? Ini adalah pertanyaan teknis praktis yang masih terbuka.
Intinya
Apakah mobil Anda akan memiliki knalpot HAS? Mungkin tidak. Menyimpan karbon dari setiap kendaraan terlalu mahal dan tidak efisien. Skalanya salah.
Namun jika Georgia Tech dapat membersihkan cerobong asap tersebut, dampaknya akan sangat besar. Anda menargetkan sumber emisi terbesar, bukan sumber emisi terkecil. Ini adalah strategi yang berbeda. Ini adalah ayunan yang lebih besar. Dan jika mereka dapat mengatasi masalah panas dan aplikasinya, maka hal ini merupakan cara yang tepat untuk menurunkan tingkat CO2 global. Ganggang di Louisiana sudah berkembang. Pertanyaannya adalah apakah cerobong asap akan menyusul.
