Produksi Hidrogen tanpa melibatkan logam mulia

Hidrogen sebagai sumber energi merupakan salah satu solusi untuk masalah energi di abad ke-21.
Hingga saat ini produksi hidrogen masih berkaitan dengan sifat katalitik dari logam mulia seperti platina.
Beberapa waktu lalu, untuk pertamakalinya, peneliti dari Laboratoire de chimie et biologie des métaux berhasil memproduksi hidrogen dengan menggunakan sistem molekular yang tidak menggunakan katalis logam mulia. Penelitian ini memberikan implikasi penting untuk masa depan penggunaan energi hidrogen.

Penelitan untuk meningkatkan produksi hidrogen pada umumnya berlandaskan kepada reaksi yang diamati pada proses fotosintesis pada tumbuhan. Secara lebih spesifik, beberapa mikro-organisme memproduksi hidrogen dari air dengan bantuan cahaya. Untuk mereproduksi dan mengadaptasi reaksi tersebut, para peneliti telah mengembangkan sistem molekular yang mampu melakukan proses photosensitisation (proses menangkap energi cahaya), dan proses katalitik (dimana energi dikumpulkan untuk melepaskan hidrogen dari air).

Hingga saat ini, semua sistem teknologi yang dikembangkan untuk memproduksi / menggunakan hidrogen masih bergantung kepada logam mulia seperti platina. Tetapi persediaan platina sangat terbatas. Jumlah logam mulia yang tersedia, dan harga jual logam mulia tersebut menjadi masalah utama untuk prospek finansial jangka panjang dari penggunaan teknologi hidrogen (walaupun berbagai usaha untuk mereduksi kuantitas penggunaanya dalam electrolyser dan sel bahan bakar telah dilakukan, tetapi tetap hal tersebut menjadi masalah).
Riset yang dilakukan oleh tim peneliti dari Laboratoire de chimie et biologie des métaux tersebut memfokuskan kepada material logam alternatif pengganti platina, dengan mengembangkan katalis logam yang tersedia secara melimpah di alam dan murah, seperti yang digunakan oleh organisme alami (besi, nikel, kobalt, mangan).

Sistim baru telah dikembangkan dengan menggunakan katalis berbahan dasar kobalt. Supramolekul yang terdapat di alam memainkan peranan penting sebagai photosensitiser dan sebagai katalis. Dengan bantuan cahaya, elektron dari molekul organik digunakan untuk melepaskan hidrogen dari air. Proses tersebut dikatalisasi oleh kobalt dengan efisiensi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sistem yang menggunakan logam mulia (seperti Pd, Rh, dan Pt).

Tujuan utama dari penelitian tim tersebut adalah menggunakan air sebagai sumber proton dan elektron (untuk menghindari penggunakan molekul organik), dimana hasil akhir dari penelitian tersebut dapat merepresentasikan hal yang menjanjikan mengenai produksi hidrogen secara photolisis.

Catatan:
Pada awalnya, logam mulia merupakan logam yang berharga tinggi dan digunakan sebagai perhiasan (emas, perak, platina). Para ahli kimia mendefinisikannya sebagai logam yang tidak mudah teroksidasi. Saat ini istilah logam mulia diaplikasikan kepada logam yang tersedia dalam jumlah yang sangat rendah di lapisan bumi, dalam artian sulit untuk ditemukan dan secara komersil berharga mahal (paladium, rhodium, iridium, osmium dan rutenium).

Riset tersebut dipublikasikan pada 4 Januari 2008 di The journal Angewandte Chemie International Edition.