Struktur fotoelektrode baru menggunakan kawat nano dari galium nitrida berbasis silikon dapat menghasilkan efisiensi produksi hidrogen surya yang tinggi dalam konfigurasi setengah sel, dengan produksi hidrogen yang stabil selama lebih dari 800 jam pada kepadatan arus yang tinggi.

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Tim peneliti China berhasil mencapai rekor efisiensi produksi hidrogen surya sebesar 10,36 persen, yang dipertahankan selama lebih dari satu bulan, membuka jalan bagi produksi hidrogen hijau berskala besar, demikian menurut laporan Science and Technology Daily pada Sabtu (22/2).

Menurut sebuah penelitian yang baru-baru ini dipublikasikan di Nature Communications, tim peneliti dari Universitas Ilmu Pengetahuan dan Teknologi China dan Universitas Wuhan berhasil merancang struktur fotoelektrode baru menggunakan kawat nano dari galium nitrida berbasis silikon untuk mencapai terobosan tersebut.

Struktur ini menghasilkan efisiensi produksi hidrogen surya yang tinggi dalam konfigurasi setengah sel, dengan produksi hidrogen yang stabil selama lebih dari 800 jam pada kepadatan arus yang tinggi. Struktur ini juga memperpanjang masa pakai fotoelektrode dari beberapa jam saja menjadi beberapa bulan. Hal itu membantu mengatasi tantangan efisiensi dan keandalan yang dihadapi oleh perangkat produksi hidrogen fotolistrik konvensional, papar penelitian tersebut.

Pemisahan air melalui proses fotoelektrokimia merupakan teknologi yang secara langsung mengubah sinar matahari dan air menjadi hidrogen hijau. Teknologi ini menjadi arah penelitian yang penting di bidang energi bersih. Namun, banyak bahan fotoelektrode konvensional rentan terhadap korosi dan peluruhan aktivitas katalitik, sehingga membatasi daya tahan fotoelektrode.

Tim dalam penelitian ini mengembangkan struktur yang cocok untuk produksi massal, dan mengisi struktur itu dengan nanopartikel emas sebagai ko-katalis. Pendekatan baru ini meningkatkan aktivitas katalitik untuk reaksi evolusi hidrogen, mencegah terlepasnya nanopartikel emas selama proses reaksi, dan menghindari peluruhan aktivitas katalitik.

Menurut penelitian ini, struktur baru tersebut dapat diperluas ke sistem reaksi katalitik dan semikonduktor paduan (compound semiconductor) lainnya. Struktur ini diharapkan dapat memainkan peran penting dalam konversi energi serta mendukung transisi energi global dan pembangunan berkelanjutan.

Laporan: Redaksi