Pengembangan Converter Emisi Gas ke Energi Listrik Berbasis Elektrokimia

Penanggulangan Emisi Gas Karbon

Tak bisa dipungkiri, saat ini polusi di Indonesia sangatlah buruk akibat emisi gas. Efek emisi karbon dari berbagai sektor sangat mempengaruhi kualitas udara di Indonesia. Oleh karena itu, Indonesia telah menekankan tujuannya untuk mencapai emisi net-zero pada tahun 2060. Salah satu cara Indonesia dapat memenuhi kewajiban ini adalah dengan menentukan nilai keekonomian emisi gas.

Untuk mencapai tujuan pengurangan emisi gas, converter berbasi elektrokimia dikembangkan untuk mengubah emisi gas menjadi energi listrik. Inovasi ini menggabungkan sistem teknologi penangkapan emisi gas serupa dengan penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS), yang berfungsi sebagai sistem penangkapan dan tempat penyimpanan emisi gas, serta sistem baterai volta, sebagai sistem yang mengubah reaksi kimia menjadi llistrik Gas yang tersimpan tersebut diubah menjadi energi listrik melalui proses elektrokimia (voltacel) dengan menggunakan dua buah elektroda berupa pelat tembaga sebagai anoda, sebuah elektrolit berupa larutan CuSO4 dan sebuah pelat seng sebagai anoda, serta sebuah katoda sebagai katoda dikonversi menjadi Larutan H2O sebagai elektrolit. Selain untuk memerangi pemanasan global dan mengurangi emisi gas, inovasi ini juga memungkinkan terciptanya energi listrik yang dapat digunakan dalam industri. Penangkapan dan penyimpanan karbon, sering disebut sebagai penangkapan dan sekuestrasi karbon, mencegah sejumlah besar CO2 memasuki aatmosfer Teknologi ini melibatkan penangkapan CO2 yang dihasilkan di fasilitas industri besar, mengompresinya untuk diangkut, dan secara hati-hati menempatkannya dalam formasi batuan yang sangat dalam untuk penyimpanan permanen.

Selain itu, Baterai Volta yang menerima listrik dari proses elektrokimia ini ber Nanomaterial yaitu dari graphene dan silikon. Baterai ber Nanomaterial ini memiliki beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan baterai yang menggunakan lithium dan sejenisnya. Beberapa hal tersebut seperti, dapat menggantikan lithium yang lebih berbahaya, memiliki konduktivitas listrik yang tinggi sehingga baterai dapat mengisi daya lebih cepat dan menyimpan lebih banyak energi, dapat meningkatkan stabilitas dan umur panjang baterai, mengurangi ketergantungan pada bahan kimia beracun, dan dapat digunakan sebagai lapisan untuk memisahkan elektroda dari cairan di dalam baterai saat baterai tidak digunakan. Baterai yang lebih efisien dan ramah lingkungan ini dapat membantu mengurangi emisi karbon dari transportasi dan produksi energi sehingga mendukung transisi menuju energi terbarukan.

Secara umum, inovasi ” Pengembangan Converter Emisi Gas ke Energi Listrik Berbasis Elektrokimia Dengan Baterai Volta ber Nanomaterial” dibagi menjadi beberapa tahap: input, proses, dan output. Tahap input berfungsi sebagai proses untuk mengumpulkan dan menyaring gas buang, dan tahap proses berfungsi sebagai proses penyimpanan gas buang yang telah melewati proses penyaringan, proses untuk mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik, dan proses untuk mengubah tegangan listrik ac (arus bolak-balik) harus disuplai ke tahap output.

Proses input (penangkapan gas) diawali dengan gas buang dialirkan ke area inlet dengan menggunakan kipas angin. Gas buang tersebut kemudian melewati komponen filter sehingga menghasilkan gas buang yang bebas dari debu dan kontaminan (basa) lainnya yang dapat mempengaruhi proses selanjutnya. Pada tahapan proses, gas buang (asam) yang telah melewati proses penyaringan disimpan pada suatu reservoir berupa tangki. Gas tersebut kemudian diubah menjadi energi listrik menggunakan proses elektrokimia. Prosesnya menggunakan dua buah elektroda berupa pelat tembaga sebagai anoda, elektrolit berupa larutan CuSO4, pelat seng sebagai katoda, dan larutan H2O sebagai elektrolit.

Menurut studi Best et al yang bekerja sama melakukan survei status perkembangan teknologi CCS di Indonesia dengan LEMIGAS, penerapan inovasi ini tidak hanya mengurangi emisi, khususnya CO2, namun juga berpotensi memisahkan pertumbuhan ekonomi dari CO2 (2011). Hasil studi menunjukkan bahwa pemerintah Indonesia perlu mempertimbangkan aspek peraturan dan hukum dalam pengoperasian dan pengelolaan proyek CCS dalam jangka panjang. Namun untuk mewujudkan potensi tersebut memerlukan jangka waktu yang panjang, modal yang besar, dan peraturan pemerintah.

Manfaat inovasi teknologi seperti ini untuk pembangunan berkelanjutan diantaranya dapat menciptakan lapangan pekerjaan, memperpanjang umur infrastruktur yang ada, berkurangnya biaya operasional penyediaan listrik dan memberikan pengetahuan untuk mendukung pertumbuhan ekonomi berbasis inovasi. Keberhasilan teknologi seperti ini merupakan langkah awal dalam mengurangi emisi CO2 di Indonesia (ESDM, 2021). CCUS dapat berkontribusi pada keamanan energi yang lebih luas dengan tujuan lingkungan, sosial dan ekonomi (Asian Development Bank, 2019).

Sebagai inovasi industri untuk mencapai emisi net-zero, pengembangan sistem yang memulihkan emisi gas secara elektrokimia menjadi energi listrik dapat meningkatkan teknologi agar beroperasi lebih efisien dan pada akhirnya mengurangi emisi gas untuk mencapai emisi nol bersih. Perancangan sistem yang dirancang sebagai solusi terhadap pencemaran udara dan lingkungan yang dapat digunakan untuk menciptakan lingkungan bebas emisi gas. Pengembangan konsep sistem yang memanfaatkan pemulihan emisi gas pada energi listrik merupakan bagian integral dari program pembangunan berkelanjutan yang terintegrasi dan terotomatisasi serta memberikan analisis akurat yang memungkinkan penerapan konsep dan pencapaian tujuan Indonesia. Konsep teknis yang tepat untuk dibuat berkontribusi pada tujuan jangka panjang perencanaan dan pengembangan industri untuk menjadi negara industri tangguh di dunia pada tahun 2025.

Terdapat unsur SDGs yang mendukung artikel ini. Unsur tersebut antara lain; Affordable and clean energy, Decent work and economic growth, Industry, Innovation and Infrastructure, Sustainablemcities and commununities, responsible consumption and production, dan climate action.

DAFTAR PUSTAKA

Chapter 1 Introduction to the 2006 guidelines -iges.” [Online]. Available: https://www.ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/pdf/1_Volume1/V1_1_Ch1_Introduction.pdf

“Energi Dan Daya Listrik,” NugrahiniDwie’s, 02-Jun-2010. [Online]. Available: https://nugrahiniwijayanti.wordpress.com/ipa-3/energi-dan-daya-listrik/.

F. F. Zaemi and R. C. Rohmana, “Carbon capture, utilization, and storage (CCUS) Untuk Pembangunan Berkelanjutan: Potensi Dan Tantangan di industri migas Indonesia,” Prosiding SATU BUMI. [Online]. Available: http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/satubumi/article/view/6231.

D. R. Rahman dkk, “PEMANFAATAN PENANGKAPAN EMISI GAS MENJADI ENERGI LISTRIK BERBASIS ELEKTROKIMIA SEBAGAI INOVASI INDUSTRI UNTUK MENCAPAI NET ZERO EMISSIONS” [Online]. Available: https://journal.ittelkom-sby.ac.id/lkti/article/view/279

F. Wangqin dkk, “Recent Advancements of Graphene-Based Materials for Zinc-Based Batteries: Beyond Lithium-Ion Batteries”. [Online]. Available: Recent Advancements of Graphene‐Based Materials for Zinc‐Based Batteries: Beyond Lithium‐Ion Batteries - Aizudin - 2024 - Small - Wiley Online Library

Prototype Converter Emisi Karbon - Listrik Berbasis Elektrokimia Buatan Saya