Menaklukkan Hidrogen: Carbon Nanotube (CNT) Sebagai Solusi Penyimpanan Energi Ramah Lingkungan

Artikel ditulis oleh:

• Julina Indah Gewa Sitompul 4213510020
• Muhammad Khoirul Fahrozi 4213510007
• Tiara Ramadhani 4213210021
• Zata Zahirah 4211210013

Mahasiswa/i Kimia Angkatan 2021 Universitas Negeri Medan

Sebagai Project Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Nanoteknologi dengan Dosen Pengampu Moondra Zubir, S.Si, M.Si, Ph.D

:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

Hidrogen merupakan sumber energi terbarukan yang menjanjikan dan sangat berlimpah di alam semesta serta ramah lingkungan karena tidak berdampak pada lingkungan (Liu & Li, 2022). Namun, di balik keunggulan tersebut, sumber energi dari hidrogen juga memiliki tantangan terpenting, lho. Nah, salah satu tantangan terpenting yang perlu diatasi yaitu penyimpanannya harus di tempat yang aman dan efesien karena gas hidrogen ternyata juga berbahaya, guys!

Gas hidrogen mempunyai volume yang besar dan mudah terbakar. Bahkan, pada konsentrasi 4-47% gas hidrogen membentuk campuran ekplosif dengan udara. Kemudian campuran tersebut akan spontan meledak apabila dipicu oleh api, panas ataupun sinar matahari. Selain itu, gas hidrogen tidak berwarna dan berbau, sehingga sulit untuk dideteksi apabila terjadi kebocoran. Waduh, bahaya banget, ya!

Bagaimana solusinya, 'dong?

Dalam beberapa tahun terakhir, masalah penyimpanan hidrogen ini menjadi pusat perhatian para ilmuwan sehingga muncul lah carbon nanotube (CNT) sebagai solusi yang potensial untuk mengatasi tantangan dari penyimpanan hidrogen.

Carbon nanotube (CNT) merupakan material mirip tabung yang terbuat dari karbon dengan diameter yang dihitung pada skala nanometer. CNT berasal dari lembaran grafit dan lapisan grafit ini tampak mirip dengan struktur jaring heksagonal yang tidak dapat dipecahkan tanpa henti dan molekul karbon muncul di puncak struktur heksagonal (Anzar et al., 2020).

Sejak Iijima (1991) melaporkan sintesis carbon nanotube (CNT) pada tahun 1991, CNT telah dianggap sebagai material yang baik untuk penyimpanan hidrogen. Dillon (1992) melaporkan bahwa struktur satu dimensi CNT unik, rasio aspeknya besar, dan bobotnya rendah sehingga baik menjadi material penyimpanan hidrogen. Kemudian, sejak tahun 1997, semakin banyak peneliti mulai menyelidiki kapasitas penyimpanan hidrogen dari struktur carbon nanotube karena potensinya sebagai bahan penyimpanan yang menjanjikan tersebut. CNT sebagai penyimpanan hidrogen ini dapat menjadi solusi jangka panjang karena memiliki kepadatan massa yang rendah dan luas permukaan yang tinggi. 

Sifat-Sifat Carbon Nano Tube (CNT)

Nah, tahukah kamu kalau diantara alotrop karbon lainnya, carbon nanotubes (CNT) mampu menjadi salah satu material unggul teknologi nano yang membawa banyak keuntungan, lho! 

Alotrop karbon merupakan senyawa yang terbentuk dari atom unsur karbon dengan struktur yang berbeda. Grafit, intan, fullerene dan karbon amorf merupakan contoh dari alotrop karbon. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop karbon yang paling stabil secara termodinamik diantara alotrop-alotrop lainnya.

CNT ini dikenal dengan struktur antar karbon membentuk heksagonal dengan ikatan C-C berhibridisasi sp. CNT juga memiliki sifat-sifat yang unik dan menarik sehingga membuat CNT memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan material-material lainnya. Kelebihan tersebut berupa sifat mekanik yang baik, seperti modulus tinggi, bobotnya yang ringan, kekuatan yang baik, luas permukaan yang tinggi serta memiliki fleksibilitas tinggi. Nah, karena sifatnya yang unik dan memiliki banyak kelebihan, menjadikan CNT banyak dimanfaatkan di berbagai aplikasi nano-devices dan material komposit. Potensi CNT ini juga dapat disalurkan ke dalam beberapa aplikasi salah satunya adalah aplikasi penyimpanan hidrogen.