Energi terbarukan menjadi kunci dalam mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mengatasi perubahan iklim. Di balik teknologi energi bersih ini, ilmu kimia memainkan peran penting dalam mengubah, menyimpan, dan mengalirkan energi dengan cara yang efisien dan ramah lingkungan.
Sel Surya dan Reaksi Kimia
Panel surya mengubah cahaya matahari menjadi listrik menggunakan sel fotovoltaik. Di dalam sel ini, material semikonduktor seperti silikon menyerap energi cahaya, lalu melepaskan elektron. Elektron ini bergerak melalui sirkuit dan menghasilkan arus listrik. Kimia berperan dalam pemurnian silikon, penciptaan lapisan konduktor, dan peningkatan efisiensi material.
Baterai dan Penyimpanan Energi
Energi dari sumber terbarukan tidak selalu tersedia sepanjang waktu, sehingga perlu disimpan. Di sinilah baterai berperan. Baterai lithium-ion, misalnya, menyimpan energi melalui reaksi kimia antara elektroda dan elektrolit. Kimia digunakan untuk mengembangkan bahan elektroda yang lebih tahan lama, cepat mengisi ulang, dan aman digunakan.
Hidrogen: Bahan Bakar Bersih
Hidrogen adalah salah satu bentuk energi masa depan. Gas ini bisa dibakar untuk menghasilkan energi tanpa emisi karbon, hanya menghasilkan air sebagai produk samping. Kimia digunakan untuk memproduksi hidrogen dari air melalui proses elektrolisis, yang memisahkan molekul air (H₂O) menjadi hidrogen (H₂) dan oksigen (O₂) menggunakan listrik.
Sel Bahan Bakar (Fuel Cell)
Fuel cell mengubah hidrogen menjadi listrik melalui reaksi kimia dengan oksigen. Proses ini terjadi tanpa pembakaran, sehingga tidak menghasilkan polusi. Kimia sangat penting dalam merancang katalis yang mempercepat reaksi dalam fuel cell, serta dalam memilih membran pemisah yang tahan terhadap korosi dan suhu tinggi.
Bioenergi dan Proses Biokimia
Bioenergi berasal dari bahan organik seperti limbah pertanian atau kayu. Dalam sistem ini, mikroorganisme atau enzim digunakan untuk memecah bahan organik menjadi bioetanol, biogas, atau biodiesel. Kimia membantu memahami dan mengoptimalkan proses fermentasi, konversi termal, dan reaksi kimia lainnya dalam produksi bahan bakar hayati.
Material Baru dan Efisiensi Energi
Ilmuwan kimia juga merancang material baru seperti perovskit untuk panel surya generasi baru yang lebih efisien dan murah. Selain itu, kimia membantu mengembangkan bahan isolator termal, pelapis anti-reflektif, dan teknologi konversi energi panas-ke-listrik.
Kesimpulan
Kimia adalah fondasi dari sistem energi terbarukan modern. Dari pembuatan panel surya hingga penyimpanan energi dalam baterai dan produksi hidrogen bersih, setiap langkah bergantung pada proses kimia yang dirancang dengan presisi. Dengan terus mengembangkan teknologi kimia, masa depan energi bersih menjadi semakin mungkin tercapai.
Referensi: Sains dan Teknologi | Universitas Airlangga
