EraAIdailyNews, 22 September 2026 — Sebuah proses kimia baru dapat mengubah tiga jenis plastik paling umum menjadi hidrogen berkemurnian tinggi tanpa memilahnya terlebih dahulu. Teknik ini bekerja pada suhu jauh lebih rendah daripada gasifikasi tradisional dan menangkap sebagian besar karbon plastik dalam bentuk padat atau cair, bukan melepaskannya sebagai karbon dioksida.
Plastik hadir dalam banyak aspek kehidupan modern, mulai dari botol air dan kantong belanja hingga dasbor kendaraan. Namun, produk yang telah dibuang menjadi sangat sulit didaur ulang secara konvensional. Jenis material biasanya harus dipisahkan oleh pekerja atau mesin, sehingga menambah biaya dan kerumitan proses.
Dampaknya terlihat pada arus sampah plastik. Hanya 9 persen plastik buangan yang didaur ulang. Sekitar 79 persen dikirim ke tempat pembuangan akhir, sedangkan 12 persen lainnya dibakar. Pembakaran melepaskan karbon dioksida ke atmosfer, sehingga menambah beban lingkungan.
Di tengah kondisi itu, peneliti mendemonstrasikan proses kimia yang dapat mengolah campuran tiga plastik umum langsung menjadi bahan bakar hidrogen berkemurnian tinggi. Tim yang dipimpin bersama ilmuwan UCLA Samueli School of Engineering dan Ewha Womans University di Korea Selatan mencapai hasil tersebut pada suhu jauh di bawah gasifikasi konvensional.
Temuan yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences itu berpusat pada perlakuan termal alkali atau alkaline thermal treatment (ATT). Natrium hidroksida bereaksi dengan material organik di bawah pemanasan, lalu memicu rangkaian reaksi kimia yang menghasilkan hidrogen.
Dalam pengujian, ATT memproses limbah polietilena tereftalat (PET), polietilena (PE), dan polipropilena (PP) secara bersamaan di satu reaktor tanpa pemilahan awal. Hidrogen yang terbentuk memiliki kemurnian lebih dari 90 persen. Hasil ini penting karena ketiga plastik tersebut banyak digunakan dan selama ini sulit ditangani bersama dalam satu jalur daur ulang kimia.
Perlakuan tersebut menghasilkan hidrogen jauh lebih banyak dari PET. Proses juga berjalan pada suhu 300–400 derajat Celsius di bawah gasifikasi uap tradisional. Gasifikasi biasanya mengandalkan panas hebat untuk memecah material menjadi gas, sehingga membutuhkan energi dalam jumlah besar.
Tantangan muncul dari PE dan PP. Keduanya tersusun sepenuhnya dari ikatan karbon-hidrogen dan secara kimiawi tahan dalam kondisi alkali, sehingga awalnya menghasilkan lebih sedikit hidrogen. Peneliti kemudian membuat pra-perlakuan oksidasi termal untuk mengatasi hambatan tersebut.
Sebelum masuk ke reaksi utama, plastik dipanaskan sebentar di udara pada suhu yang relatif ringan. Tahap ini menambahkan gugus fungsi mengandung oksigen pada rantai polimer panjang penyusun plastik. Gugus tersebut membentuk titik reaktif, memungkinkan perlakuan alkali memecah bahan yang sebelumnya hampir tidak bereaksi.
Setelah tahap aktivasi, ketiga jenis plastik terurai secara efisien. Selama reaksi, natrium hidroksida menangkap karbon yang lepas dari plastik dan mengubahnya menjadi natrium karbonat padat. Langkah ini mencegah karbon keluar dari reaktor dalam bentuk karbon dioksida.
Analisis pascareaksi menemukan lebih dari 75 persen karbon awal berakhir dalam senyawa karbonat stabil atau residu organik cair. Kurang dari 13 persen masuk ke fase gas, sedangkan jumlah yang langsung terlepas ke atmosfer selama reaksi dapat diabaikan.
Natrium karbonat juga dapat diubah menjadi kalsium karbonat melalui proses pemulihan yang disebut peneliti sederhana. Konversi ini menyimpan karbon secara permanen di dalam mineral stabil yang umum dipakai di industri yang secara tradisional menghasilkan emisi karbon besar.
Metode lain memiliki keterbatasan berbeda. Fotoreforming bertenaga surya dan konversi elektrokimia umumnya hanya cocok untuk plastik mengandung oksigen seperti PET, sehingga PE dan PP tertinggal. Gasifikasi bersuhu tinggi bisa mengolah plastik campuran tanpa sortir, tetapi melepas banyak karbon dioksida.
Menurut peneliti, ini merupakan penggunaan ATT pertama untuk mengatasi tiga masalah sekaligus: campuran plastik dapat diterima, suhu operasi relatif rendah, dan sebagian besar karbon ditangkap alih-alih dilepas ke atmosfer.
Penulis korespondensi bersama Ah-Hyung “Alissa” Park, dekan UCLA Samueli serta profesor teknik kimia dan biomolekuler, menilai teknologi ini menjawab dua masalah global mendesak. “Sampah plastik menumpuk pada laju yang mengkhawatirkan, dan hidrogen bersih penting untuk mendekarbonisasi energi. Teknologi ini menangani keduanya dengan cara kreatif dan dapat diskalakan,” ujarnya.
Park dan penulis korespondensi bersama Woo-Jae Kim, profesor teknik kimia serta ilmu material di Ewha Womans University, awalnya mengembangkan proses tersebut sebagai cara netral karbon untuk menghasilkan hidrogen dari biomassa seperti rumput laut. Pada studi baru, mereka menyesuaikan metode agar dapat menangani limbah plastik.
Hasil laboratorium memang menjanjikan, tetapi teknologi belum siap diterapkan secara luas. Studi lanjutan diperlukan untuk menyempurnakan proses dan memastikan apakah hidrogen dapat diproduksi secara ekonomis dalam skala komersial.
Kim menilai pengurangan biaya pemilahan dan kerumitan proses dapat membuka peluang komersialisasi. Menurutnya, teknologi berpotensi menjadi teknologi inti generasi berikutnya yang mendukung ekonomi hidrogen dan ekonomi sirkular. Riset ini didukung oleh National Research Foundation of Korea.
Penulis lain berasal dari Ewha Womans University, Korea Aerospace University, Kangwon National University, dan Sogang University. Mereka adalah Jieun Park, Hyerin Seo, Jiwon Lee, Hyunah Kim, Hyung-Kyu Lim, dan Wonho Jung.
Sumber: ScienceDaily, Juli 2026.
Tidak ada komentar
Posting Komentar