Tuangkan segelas air untuk diri sendiri dan lihatlah. Air ini mengandung sumber bahan bakar yang melimpah, hidrogen. Hidrogen terbakar bersih tidak seperti produk energi berbasis-bensin. Kedengarannya terlalu bagus untuk menjadi kenyataan? Para ilmuwan di Jepang berhasil memecah air menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan katalis yang ringan dan dirancang dengan cermat, dan mereka melakukannya dengan efisiensi maksimum yang berarti hampir tidak ada kehilangan dan reaksi samping yang tidak diinginkan. Terobosan terbaru dalam produksi hidrogen surya ini membuat kemungkinan produksi hidrogen yang skalabel dan ekonomis, membuka jalan bagi umat manusia untuk beralih ke energi bersih.
Pemisahan air menggunakan katalis dan sinar matahari, yang disebut fotokatalisis telah menjadi metode yang menjanjikan untuk mencapai produksi hidrogen surya selama beberapa dekade. Namun, sebagian besar upaya sebelumnya hanya menghasilkan efisiensi kuantum eksternal kurang dari sekitar 50 persen yang mewakili kesulitan dalam desain katalis yang efisien untuk penggunaan dunia nyata. Katalis perlu dirancang lebih baik sehingga setiap foton yang diserap dari sumber cahaya digunakan untuk membuat hidrogen. Kunci untuk meningkatkan efisiensi adalah penempatan strategis dari-katalis dan mencegah cacat pada semikonduktor.
Diterbitkan di Nature edisi 27 Mei, Tsuyoshi Takata dari Universitas Shinshu dkk. menerobos batas baru dalam produksi tenaga dengan menggunakan aluminium-doping strontium titanat sebagai fotokatalis, yang sifat-sifatnya telah dipelajari secara ekstensif dan oleh karena itu paling baik dipahami. Mereka memilih ko-katalis rodium untuk hidrogen dengan kromium oksida, dan kobalt-oksida untuk oksigen, dengan menyetelnya-dengan baik agar hanya terlibat dalam reaksi yang diinginkan. Metode ini memungkinkan reaksi tidak memiliki kerugian rekombinasi.
Temuan baru ini membuka pintu untuk mencapai produksi hidrogen surya yang skalabel dan ekonomis. Strategi desain mereka berhasil mengurangi cacat yang mengarah pada efisiensi yang mendekati sempurna, dan pengetahuan yang diperoleh akan diterapkan pada bahan lain dengan penyerapan cahaya tampak yang intens. Masih diperlukan lebih banyak pekerjaan sebelum kita dapat menjalankan mobil kita dengan hidrogen, karena penelitian ini berfokus pada penggunaan sinar ultraviolet dan sinar tampak yang berlimpah dari matahari tetap tidak terpakai. Namun, terobosan besar ini telah membuat kemungkinan itu tidak lagi terlalu bagus untuk menjadi kenyataan, tetapi secara teori, hanya masalah waktu. Mudah-mudahan ini akan mendorong para ilmuwan, peneliti dan insinyur untuk terlibat dalam bidang ini, membawa penggunaan tenaga hidrogen surya yang lebih dekat.
