Menghadapi Tantangan "Netralitas Karbon", Peran Biochar Sebagai Solusi Penyimpanan Energi Berkelanjutan!

Menghadapi Tantangan “Netralitas Karbon”, Peran Biochar Sebagai Solusi Penyimpanan Energi Berkelanjutan!

Pada masa kebijakan “netralitas karbon”, langkah-langkah mendesak diperlukan untuk mengembangkan sumber energi terbarukan dan teknologi penyimpanan energi yang ramah lingkungan. Salah satu alternatif yang menjanjikan adalah superkapasitor (SC), perangkat yang telah terbukti luas digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat medis hingga elektronik portabel. Hal ini disebabkan oleh kemampuannya yang unggul dalam umur layanan yang panjang, kapasitas spesifik yang tinggi, dan kemampuan pengisian dan pengosongan yang cepat.

SC umumnya terbagi menjadi dua kategori: kapasitor lapisan ganda listrik (EDLC) dan pseudokapasitor Faraday (PC). Meskipun PC memiliki potensi untuk menyimpan energi dengan kapasitas dan densitas energi yang lebih tinggi, aplikasi praktisnya terbatas karena stabilitas siklus yang buruk dan biaya produksi yang tinggi. Di sisi lain, EDLC, dengan menyimpan energi listrik secara fisik di permukaan elektroda, menawarkan keunggulan dalam kepadatan daya yang tinggi, stabilitas siklus yang baik, dan kemampuan laju yang tinggi.

Pengembangan bahan elektroda baru yang kokoh sangat penting untuk meningkatkan kinerja EDLC. Bahan berbasis karbon menonjol sebagai pilihan utama karena stabilitas strukturalnya, luas permukaan spesifik yang tinggi, dan harga yang relatif rendah. Doping dengan atom hetero seperti nitrogen (N), oksigen (O), fosfor (P), dan sulfur (S) dapat lebih meningkatkan kapasitansi spesifik dan stabilitas siklus dari bahan karbon. Khususnya, pengotoran dengan atom nitrogen telah terbukti efektif dalam meningkatkan kinerja elektroda dengan memberikan lebih banyak situs aktif untuk penyimpanan energi.

Dalam konteks ini, biochar, yang merupakan produk dari karbonisasi biomassa limbah dan polimer organik, menawarkan potensi yang besar sebagai bahan elektroda untuk EDLC. Dengan struktur pori hierarkis dan kemampuan untuk di-doping dengan nitrogen melalui metode yang efisien, biochar dapat menjadi solusi yang menarik untuk mengurangi beban lingkungan yang diakibatkan oleh limbah seperti popok sekali pakai.

Dengan mengambil pendekatan ini, para peneliti memilih kain nonwoven polipropilena (PP) limbah dari popok sebagai sumber karbon, dan urea sebagai sumber nitrogen, untuk mempersiapkan biochar nanopori hierarkis (HPBC) melalui proses doping nitrogen, prekarbonisasi, dan aktivasi kimia dengan KOH di bawah atmosfer inersia N2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biochar ini memiliki kapasitansi spesifik yang baik, kemampuan laju yang tinggi, dan stabilitas siklus yang memuaskan, menunjukkan potensi sebagai bahan elektroda yang menarik untuk EDLC.

Dengan demikian, pengembangan biochar sebagai bahan elektroda untuk superkapasitor tidak hanya dapat menyediakan solusi yang berkelanjutan untuk penyimpanan energi, tetapi juga dapat membantu mengatasi masalah limbah lingkungan yang ada. Langkah-langkah berkelanjutan seperti ini memberikan kontribusi yang berarti dalam mewujudkan visi netralitas karbon yang kita kejar.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

en_USEnglish