Fotoproduksi Hidrogen sebagai Energi Alternatif dengan Metode Fotokatalitik dengan Bantuan Kitosan sebagai Doping

Penggunaan energi alternatif merupakan salah satu cara dalam mengatasi dan mengurangi penggunaan energi berbahan bakar fosil. Kita tahu bahwa, energi yang berasal dari fosil memiliki banyak kekurangan dan kerugiannya dalam jangka waktu pendek maupun Panjang. 

Ini disebabkan energi fosil memiliki keterbatasan dalam persediaan di alam, dan tidak menyeimbangi kebutuhan dan permintaan energi secara keseluruhan, juga energi fosil menghasilkan produk samping yang merugikan bagi lingkungan seperti asap kendaraan yang menyebabkan polusi udara, yang dapat menganggu Kesehatan apabila terhirup dan ada kemungkinan penyebab utama dari perubahan iklim dalam hal penipisan lapisan ozon, sehingga suhu di Bumi mengalami kenaikan suhu, sehingga menimbulkan bencana alam, yang sangat merugikan bagi Masyarakat.

              Maka untuk mengatasi permasalahan tersebut, dialihkan ke energi selain energi fosil. Ada banyak energi alternatif yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi, salah satunya adalah energi hydrogen. Hidrogen dapat dihasilkan melalui beberapa cara seperti elektrolisis, pembakaran gas alam, hingga fotokatalitik.

               Maka melalui metode fotokatalitik dilakukan percobaan untuk menghasilkan energi hydrogen. Melalui metode tersebut, perlu dilakukan sintesis katalis dengan bahan bersifat semikonduktor yang cocok dalam pengaplikasian khususnya produksi hydrogen. Salah satu semikonduktor yang dapat digunakan sebagai katalis pada fotokatalitik ini adalah TiO2, yang mana memiliki nilai bandgap 3,2 eV, tidak beracun, mudah didapat, dll.

              Tetapi TiO2 memiliki kelemahan, maka perlu dilakukan peningkatan kinerja dan sifat dengan cara memodifikasi morfologinya dan dilalukan pendopingan baik itu dopan logam dan non logam, salah satunya nitrogen. Nitrogen digunakan bersumber dari kitosan yang berasal dari kulit atau tulang ikan, seperti udang, kepiting, kerang, dll.

              Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dengan  penambahan kitosan yang memiliki peran sebagai pendoping, maka dilakukan sintesis dengan Ti foil secara hidrotermal pada suhu 220°C selama 48 jam untuk mendapatkan produk berupa N-doped TiO2 Nanowires.

              Peranan dari kitosan tersebut untuk mengurangi nilai bandgap pada TiO2 yang mampu bereaksi pada sinar tampak, mempercepat laju pembentukan hydrogen, dan memperbanyak hasil dari fotokatalitik yaitu hydrogen.

              Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Tim Hynano dari PKM-RE Departemen Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Andalas, tahun 2024 yang diketuai oleh Evan Attalario, serta Zahratul Jannah Irsyat, berasal dari Departemen Kimia, Angkatan 2021, dan Muhammad Farras Zhaffran berasal dari Departemen Teknik Lingkungan, Angkatan 2021, yang didampingi oleh Ibu Dr. Diana Vanda Wellia, S.Si, M.Si. Berhasil menggunakan metode fotokatalitik dalam memproduksi energi hydrogen dengan bantuan katalis TiO2 Nanowires yang didoping dengan nitrogen yang bersumber dari kitosan kulit udang.