Berbagai upaya terus dikembangkan untuk mengatasi pencemaran lingkungan. Beberapa di antaranya memerlukan biaya dengan katalis yang mahal. Namun, siapa sangka jika upaya ini dapat dilakukan di dapur rumah kita.
Para peneliti dari UNSW Sydney menunjukkan dalam sebuah studinya yang diterbitkan di jurnal Nature Communications.
Katalis adalah komponen yang dapat mempercepat sebuah reaksi kimia namun tidak memengaruhi hasilnya. Pada umumnya, katalis yang digunakan dalam mengatasi pencemaran linggkungan adalah berbahan logam mulia – seperti platina. Selain itu, proses yang dilalui bisa lebih menyulitkan jika dibandingkan dengan skala rumah tangga yang hanya memerlukan beberapa peralatan sederhana.
Dalam studi ini, para peneliti menggunakan logam cair seperti galium, yang dipadukan dengan berbagai logam padat lainnya yang lebih mudah diperoleh.
“Siapa pun yang memiliki shaker (botol minuman) dan kompor di dapur rumah mereka, dapat membuat katalis yang dapat digunakan untuk mengkonversi CO2 , menjernihkan air, dan polutan lainnya.” kata Profesor Kourosh Kalantar-Zadeh dari Fakultas Teknik Kimia UNSW
“Mereka dapat melakukannya dengan penggabungan logam cair seperti galium, indium, bismut dan timah seabagi logam paduan yang dapat dicairkan di bawah suhu 300 ºC di atas kompor atau di dalam oven.”
Dengan memanaskan campuran bismut dan timah, logam akan meleleh pada titik yang jauh lebih rendah daripada jika memanaskan masing-masing logam secara terpisah. Zat yang berperilaku seperti ini disebut sebagai eutektik.
“Paduan eutektik adalah campuran logam yang menghasilkan titik leleh terendah pada kombinasi tertentu,” kata Dr. Tang, salah satu anggota dari tim peneliti.
“Misalnya, jika kita menggabungkan bismut 57% dan timah 43% keduanya meleleh pada suhu 139 ºC. Tetapi jika dilakukan secara terpisah, bismut dan timah masing-masing akan memiliki titik lebur di atas 200 ºC.”
Profesor Kalantar-Zadeh mengatakan bahwa rasio campuran secara spesifik dari zat eutektik menghasilkan keacakan alami secara maksimum pada tingkat nano, yang pada akhirnya menyebabkan titik leleh menurun. Prosesnya juga bisa bekerja dengan cara lain. Zat logam eutektik yang sudah dalam bentuk cair dapat memadat pada suhu tunggal di bawah titik beku biasa dari masing-masing logam.
“Kekacauan maksimum ini dapat membantu, ketika kita memadatkan logam cair, untuk secara alami menghasilkan begitu banyak kecacatan pada material sehingga aktivitas ‘katalitik’ meningkat secara signifikan,” kata Profesor Kalantar-Zadeh.
Logam cair paduan dapat digunakan untuk menghilangkan atau menetralkan polutan di lingkungan serta menangkap karbon dari emisi CO2. Timah, galium dan bismut ketika dalam bentuk cair dapat digunakan sebagai elektroda untuk mengubah karbon dioksida menjadi produk sampingan yang bermanfaat.
Aplikasi lingkungan lainnya adalah bahwa setelah memanaskan logam cair untuk membuat oksidanya, zat tersebut juga dapat digunakan untuk menyerap energi dari cahaya, yang memungkinkannya untuk mengurai berbagai zat pengotor dalam air.
Apa yang membuat logam cair pilihan yang menarik dalam memecahkan masalah lingkungan merupakan sebuah fakta bahwa bahan tersebut dapat diproduksi dengan murah menggunakan tingkat energi yang rendah dan dalam pengelolaan lingkungan berteknologi sederhana.
“Logam seperti timah dan bismut bisa didapatkan oleh kebanyakan orang di seluruh dunia,” kata Profesor Kalantar-Zadeh.
“Orang pasti akan mempertimbangkan seberapa murah, mudah dan dengan begitu sedikit kebutuhan untuk teknologi canggih sehingga mereka dapat diproses dan diubah menjadi bahan yang bermanfaat seperti katalis.
“Selain itu, bermain dengan logam cair itu menyenangkan. Sementara logam cair yang paling terkenal — merkuri – dikenal berbahaya, logam cair seperti galium sepenuhnya tidak beracun, dan dapat meleleh pada atau mendekati suhu kamar, di mana kita dapat menggunakannya untuk mengubah satu bahan ke bahan lainnya dengan energi input yang sangat rendah. Logam cair dapat memecahkan berbagai masalah di mana sering kita hadapi saat ini.”
Berikut adalah gagasan para penelieti sebagai cara dalam membuat katalis logam cair yang mereka sarankan
Bahan: paduan eutektik, air
-
- Ambil logam paduan eutektik dan tempatkan di atas panci dengan api yang besar.
- Saat logam meleleh, tuangkan dengan hati-hati ke dalam sebuah botol berisi air dan kencangkan tutupnya.
- Kocok logam cair dan air bersamaan untuk menghasilkan tetesan logam cair dalam air. Ini akan mirip dengan minyak dan cuka untuk menghasilkan tetesan minyak dalam cuka.
- Biarkan tetesan mengeras menjadi bubuk.
- Setelah dicapai, bahan yang diperoleh dapat digunakan sebagai katalis untuk konversi CO2.
