BRIN Kembangkan Katalis Nanokarbon Berbasis Limbah Baterai, Produksi Hidrogen
Tangerang Selatan - Spektroom : Upaya pengembangan energi ramah lingkungan menjadi fokus utama dalam menjawab tantangan global terkait krisis energi dan perubahan iklim. Salah satu pendekatan yang kian berkembang adalah melalui bidang green and sustainable chemistry, yang tidak hanya menekankan efisiensi proses kimia, tetapi juga pemanfaatan bahan baku yang berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Peneliti Ahli Utama Pusat Riset Katalisis Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Indri Badria Adilina, menggunakan pendekatan material katalis yang lebih ramah lingkungan sekaligus mendukung pengembangan ekonomi sirkular di Indonesia, serta berkontribusi pada pengembangan teknologi hijau yang saat ini semakin dibutuhkan di tingkat nasional dan global.
Seiring peralihan transportasi dari bahan bakar fosil ke energi listrik, muncul tantangan baru berupa meningkatnya limbah baterai yang berpotensi mencemari lingkungan. Melihat kondisi tersebut, Indri mengembangkan penelitiannya dengan memanfaatkan limbah baterai sebagai bahan dasar pembuatan katalis nanokarbon.
Upaya ini tidak hanya bertujuan menekan potensi pencemaran, tetapi juga membuka peluang pengembangan material katalitik yang lebih efisien dan berkelanjutan untuk mendukung produksi kimia hijau.
Dalam inovasi ini, memanfaatkan kandungan karbon dari black mass baterai bekas sebagai katalis nanokarbon yang digunakan untuk produksi gas hidrogen dari air (electrocatalytic water splitting) sebagai bahan bakar alternatif.
Karbon dari limbah baterai memiliki keunikan tersendiri. Setelah dimodifikasi, material ini memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, sehingga mampu menghantarkan elektron secara efektif dalam proses elektrokatalitik untuk menghasilkan hidrogen.
“Di dalam limbah baterai terdapat material berbasis karbon yang berpotensi sebagai bahan baku katalis. Melalui modifikasi dengan pendekatan nanoteknologi, material ini dapat dikembangkan menjadi material maju berstruktur nano yang efektif untuk berbagai reaksi katalitik,” kata Indri, kepada Spektroom, Senin (02/04/2026).
Katalis berbasis karbon dari limbah baterai ini juga memiliki luas permukaan yang besar serta struktur nano berpori, yang sangat berperan dalam meningkatkan efisiensi transfer elektron dan mempercepat produksi hidrogen.
Carbon black mass atau karbon dari baterai bekas mempunyai uniqueness yang setelah dimodifikasi bisa memiliki konduktivitas yang besar sehingga mampu menghantarkan elektron yang diperlukan untuk proses elektrokatalitik dalam proses water splitting menjadi hidrogen. Dalam proses elektrokatalitik ini, air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan katalis nanokarbon, sehingga menghasilkan green hydrogen yang digunakan sebagai alternatif biofuel hidrogen.
Dalam riset ini, Indri menguji katalis berstruktur nano melalui analisis luas permukaan, morfologi, struktur, serta pori dan nanopori. Karakterisasi ini dilakukan menggunakan teknik pencitraan seperti scanning electron microscopy (SEM) dan transmission electron microscopy (TEM).
Untuk analisis mendalam pada tingkat atomik dan molekuler dilakukan melalui karakterisasi lanjut berbasis fasilitas akselerator, khususnya sinkrotron sinar-X dan neutron scattering.
Melalui karakterisasi lanjut, bisa melihat lebih dalam terkait struktur kimia dan pori dan nanokarbon ini sehingga mendapatkan katalis yang efektif tanpa adanya structural changes atau perubahan-perubahan yang tidak diinginkan pada reaksi elektrokatalis ini.
Lebih dari 90 % industri membutuhkan katalis. Katalis dibutuhkan di berbagai bidang selain untuk penelitian, seperti bidang kedokteran, tekstil, dan pangan. Menurutnya, katalis dapat dianalogikan sebagai “magic powder” karena mampu menurunkan energi aktivasi dalam suatu proses kimia. Tanpa kehadiran katalis, energi yang dibutuhkan untuk menjalankan proses tersebut akan jauh lebih besar.
Secara penelitian, katalis dapat menurunkan energi aktivasi 2-3 kali lipat dari proses-proses tanpa katalis. Dengan menggunakan katalis nanokarbon ini dapat menurunkan energi aktivasi yang diperlukan dalam proses produksi hidrogen sebagai alternatif energi.
Penelitian ini merupakan hasil kolaborasi dengan berbagai pihak, baik dari dalam maupun luar negeri. Penelitian terkait baterai dilakukan bersama rekan dari Universitas Gadjah Mada (UGM) serta peneliti dari Pusat Riset Sistem Nanoteknologi BRIN.
Kerja sama internasional juga dilakukan dengan memanfaatkan fasilitas penelitian skala besar untuk menyelidiki mekanisme katalitik dan kinerja material dalam kondisi realistis. Khususnya dengan pemanfaatan teknik spektroskopi berbasis akselerator bersama kolaborator dari United Kingdom (Inggris), serta penggunaan fasilitas synchrotron X-ray melalui kolaborasi dengan peneliti dari Tailan.
Kolaborator luar negeri seperti halnya spektroskopi berbasis akselerator kita lakukan dengan ISIS Neutron and Muon Source, Science and Technology Facilities Council, Oxford, Inggris dan sinkrotron x-ray dengan rekan-rekan di Synchrotron Light Research Institute (SLRI) Tailan.
Untuk mewujudkan ekonomi sirkular di Indonesia tidak dapat hanya dilakukan oleh periset. Namun diperlukan kolaborasi erat dengan sektor industri untuk bersama-sama memajukan bidang green and sustainable chemistry guna mendorong transformasi industri yang lebih modern dan berkelanjutan.
Ke depan, Indri berharap dapat melakukan edukasi kepada industri untuk menjembatani antara industri dengan para peneliti. BRIN saat ini sedang mengembangkan science melalui teknologi canggih seperti teknologi akselerator. Teknologi ini memungkinkan identifikasi dini terhadap fenomena seperti deaktivasi katalis dan perubahan struktur nano katalis yang dapat menurunkan performa katalis. Hal ini secara tidak langsung berkaitan dengan efisiensi dan biaya dalam proses industri.
