Ilmuwan Amerika Mengubah Urine Jadi Bahan Bakar Hidrogen untuk Kendaraan

Naviri Magazine - Peneliti dari Amerika telah mengembangkan cara yang efisien untuk memproduksi gas hidrogen dari urine. Tentu saja hal ini menjadi salah satu alternatif untuk sumber bahan bakar mobil di masa depan, juga menjadi cara untuk mendayagunakan limbah yang dihasilkan manusia.

Penggunaan gas hidrogen untuk bahan bakar mobil telah menjadi alternatif bahan bakar yang penggunaannya semakin meningkat. Karena gas buang yang dihasilkan tidak mencemari lingkungan, karena yang keluar hanya uap air. Akan tetapi salah satu kendala yang dihadapi adalah kurangnya sumber gas hudrogen yang murah dan mudah diperbarui. 

Gerardine Botte dari Universitas Ohio kemungkinan telah menemukan jawaban atas permasalahan tersebut, dengan menggunakan pendekatan proses elektrolisis. Dia bisa menghasilkan gas hidrogen dari urin, salah satu limbah yang sangat berlimpah di bumi, dan tentu saja urine jadi sumber gratis sehingga dapat memangkas biaya produksi gas hidrogen.

Botte mengatakan bahwa ide ini muncul pada saat dia menghadiri konferensi bahan bakar. Saat itu dia mendiskusikan bagaimana cara mengubah sumber daya air menjadi sumber daya energi yang bersih. 

“Saya berharap kita bisa mengubah air menjadi sumber energi yang ramah lingkungan,” katanya. Dia pun mulai memikirkan, dengan mencari limbah yang dapat dijadikan sumber untuk menghasilkan gas hidrogen.

Kandungan urin terutama adalah urea, dan urea memiliki empat atom hidrogen per molekulnya. Ikatan hidrogen dengan ataom N dalam urea lebih lemah dibandingkan ikatan hidrogen dengan atom O dalam air. Botte kemudian memutuskan menggunakan elektrolisis untuk memecah bagian molekul urea dengan menggunakan elektroda berbasis nikel yang bersifat selektif dan efisien untuk mengoksidasi urea. 

Untuk memecah molekul urea, diperlukan voltase sebesar 0,37 volt, yang lebih rendah jika dibandingkan mengelektrolisis air, yaitu sekitar 1,23 volt.

Selama proses yang terjadi, urea terabsorbsi pada elektroda nikel, yang kemudian mengalirkan elektron, dan molekul urea terurai. Gas hidrogen murni terbentuk pada katoda gas nitrogen, dan sedikit gas oksigen terbentuk di anoda. 

Gas karbondioksida juga dihasilkan pada saat elektrolisis, tetapi gas ini tidak bercampur dengan gas yang dihasilkan pada anoda dan katoda, sebab bereaksi dengan KOH membentuk kalium karbonat. 

“Perlu waktu bagi kami untuk menggunakan urine manusia sebagai percobaan, sehingga kami bisa mempubilkasikan penelitian ini,” kata Botte.

Menurut Botte, proses untuk memisahkan urine dari air saat ini sangat mahal dan tidak efisien. Urine umumnya terhidrolisis menjadi amoniak sebelum terlepas ke udara sebagai gas ammonia. Terbentuknya gas ini akan membentuk ammonium sulfat dan partikel nitral di udara, dimana kedua zat ini dapat menyebabkan berbagai macam permasalahan bagi kesehatan manusia, seperti asma, bronkitis, dan kematian dini.

Grup peneliti tersebut telah menghabiskan banyak waktu untuk mempelajari sitem elektrolisis yang akan dipakai, termasuk mempelajari mekanisme reaksinya secara komputasional. Botte meyakini bahwa teknologi ini akan mampu dibuat dalam skala besar untuk menghasilkan gas hidrogen. 

“Salah satu kendala yang menghalangi proses adalah banyaknya garam yang ada dalam sumber urine,” kata Botte.

Bruce Logan, seorang ahli energi dari limbah dan direktur Pennsylvania State University’s H2E Center and Engineering Environmental Institute, memberikan applause pada Botte yang telah memberi kontribusi atas alternatif produksi hidrogen tanpa memecah molekul air. 

Dia menyatakan bahwa urea lebih cepat diubah jadi amonia dengan menggunakan bakteri, hal ini tentu saja menjadi batasan penelitian yang dilakukan oleh Botte. 

Tapi Logan merasa bahwa ide Botte sangat bagus dengan memikirkan bagaimana cara mengolah limbah urine tidak hanya untuk menghasilkan hidrogen tetapi juga untuk menghasilkan sumber lain, misalnya fosfor sebagai sumber pupuk, menginggat di masa mendatang bisa menjadi barang langka.