PeluangNews, Jakarta – Upaya Indonesia mencapai target Net Zero Emission (NZE) terus diperkuat melalui berbagai inovasi teknologi. Salah satu terobosan terbaru datang dari Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) yang berhasil mengembangkan katalis biochar berbasis nikel dengan metode dekorasi silika untuk mengubah karbon dioksida (CO₂) menjadi produk bernilai ekonomi sekaligus berpotensi menjadi sumber energi hijau masa depan.
Inovasi tersebut dipaparkan Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Katalisis BRIN, Wiyanti Fransisca Simanullang, dalam webinar Wednesday Insight & Science Exchange (WISE) yang digelar secara daring pada 12 Juni 2026 lalu. Penelitian ini berfokus pada pemanfaatan biochar atau arang hayati yang dimodifikasi menggunakan struktur silika guna meningkatkan kinerja katalis dalam proses hidrogenasi karbon dioksida.
Teknologi yang dikembangkan BRIN dirancang untuk mempercepat proses hidrogenasi CO₂, yakni reaksi kimia yang mengubah karbon dioksida menjadi berbagai produk bermanfaat melalui bantuan gas hidrogen. Produk yang dihasilkan dapat berupa metana, karbon monoksida, hingga alkohol yang memiliki nilai ekonomi tinggi dan mendukung pengembangan energi ramah lingkungan.
Wiyanti menjelaskan bahwa karbon dioksida merupakan senyawa yang sangat stabil secara termodinamika sehingga membutuhkan teknologi khusus agar dapat dikonversi menjadi produk lain yang lebih berguna.
“Karbon dioksida merupakan senyawa yang sangat stabil secara termodinamika sehingga sulit dikonversi menjadi senyawa lain. Tantangan terbesar kami adalah merancang material katalis yang aktif sekaligus ekonomis untuk mengubah CO₂ menjadi produk yang lebih bermanfaat,” ujar Wiyanti.
Menurutnya, sebagian besar riset global masih mengandalkan logam mulia seperti paladium dan platinum sebagai katalis utama karena memiliki aktivitas reaksi yang tinggi. Namun, biaya penggunaan logam tersebut dinilai masih terlalu mahal untuk penerapan industri dalam skala besar.
Karena itu, tim peneliti BRIN memilih menggunakan logam non-mulia berupa nikel (Ni) yang lebih ekonomis dan mudah diperoleh. Untuk meningkatkan performanya, nikel dipadukan dengan metode dekorasi silika yang berfungsi membentuk lapisan pelindung pada permukaan katalis.
Struktur silika tersebut berperan menjaga partikel nikel tetap stabil, terdispersi secara merata, serta tidak mudah menggumpal ketika digunakan pada suhu tinggi. Kondisi tersebut memungkinkan katalis bekerja lebih efektif dalam memutus ikatan kuat molekul karbon dioksida selama proses reaksi berlangsung.
Hasil pengujian laboratorium menggunakan sistem aliran berkelanjutan atau fixed-bed reactor menunjukkan peningkatan performa yang signifikan. Melalui berbagai metode karakterisasi material canggih seperti High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), dan X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) berbasis sinkrotron, tim peneliti menemukan peran penting silika dalam menjaga kestabilan katalis.
Temuan tersebut menunjukkan bahwa keberadaan silika secara selektif mendorong oksidasi besi (Fe) sebagai lapisan pelindung atau sacrificial layer, sehingga logam aktif nikel tetap berada dalam kondisi optimal untuk menjalankan proses hidrogenasi karbon dioksida.
“Temuan kami menunjukkan bahwa dekorasi silika mampu mempertahankan fase reduksi logam nikel yang menjadi kunci dalam memutus ikatan kuat karbon dioksida. Hal ini menghasilkan performa hidrogenasi yang lebih baik, terutama pada suhu rendah,” jelasnya.
Analisis lanjutan juga menunjukkan interaksi antara nikel dan hidrogen mencapai kondisi paling optimal pada bilangan gelombang 106,0 cm⁻¹ yang berperan sebagai penentu laju reaksi atau rate-determining step. Sistem katalis monometalik nikel yang didekorasi silika terbukti memberikan performa terbaik dibandingkan sistem lainnya dalam proses hidrogenasi CO₂ suhu rendah.
Sebagai langkah menuju pemanfaatan yang lebih luas, BRIN telah menyusun peta jalan hilirisasi teknologi tersebut. Tahap awal difokuskan pada optimalisasi sintesis karbon menggunakan bahan baku lokal berkelanjutan berupa limbah kulit kemiri sebagai sumber utama biochar.
Selanjutnya, riset akan diarahkan pada pengembangan produksi metanol cair serta katalis bebas logam atau metal-free catalyst berbasis nitrogen-doped biochar yang dinilai memiliki prospek besar untuk mendukung industri energi hijau di masa depan.
Melalui inovasi ini, BRIN tidak hanya menghadirkan solusi untuk mengurangi emisi karbon, tetapi juga membuka peluang pemanfaatan limbah biomassa lokal menjadi teknologi bernilai tambah tinggi. Dengan memperkuat kolaborasi bersama berbagai mitra strategis, BRIN berharap proses hilirisasi dan komersialisasi teknologi dapat dipercepat sehingga memberikan kontribusi nyata bagi pembangunan ekonomi hijau sekaligus mendukung pencapaian target Net Zero Emission Indonesia.
