Daun buatan ini mampu menyerap carbon dioksida 10x lebih efisien dari daun asli
Layaknya daun alami, daun buatan ini di desain untuk menjalankan proses fotsintesis. Sebelumnya, sudah banyak desain daun buatan yang sanggup menjalankan proses fotosintesis ini dengan baik, tetapi itu hanya sebatas di laboratorium saja, belum ada yang bisa dioperasikan di lingkungan alami karena desain-desain ini menggunakan karbon dioksida murni dari tangki sementara di lingkungan alami, keadaan berbeda.
Baru-baru ini, para peneliti dari University of Illinois, Chicago mengusulkan solusi desain yang diharapkan mampu mengoperasikan daun buatan tidak hanya di laboratorium saja, tetapi di lingkungan alami juga.
Desain mereka ini akan mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar, atau lebih spesifiknya menjadi karbon monoksida dan oksigen. Dalam urusan ubah-mengubah ini, desain mereka bahkan diperkirakan akan setidaknya 10x lebih baik dibanding daun alami.
"Sejauh ini, semua desain untuk daun buatan yang telah diuji di laboratorium menggunakan karbon dioksida dari suppy tangki. Agar dapat berhasil diterapkan di dunia nyata, perangkat ini harus mampu menarik karbon dioksida dari sumber yang jauh lebih encer, seperti udara dan gas buang, yang merupakan gas yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik tenaga batu bara, " kata Meenesh Singh, asisten profesor teknik kimia di UIC College of Engineering.
Melepas pasokan karbon dioksida dari daun ini berarti mereka harus memiliki cara untuk mengumpulkan dan memusatkan karbon dioksida dari udara untuk mendorong reaksi fotosintesis buatan mereka.
Singh dan koleganya Aditya Prajapati, seorang mahasiswa pascasarjana di labnya, mengusulkan pemecahan masalah ini dengan mengenkapsulasi daun buatan tradisional di dalam kapsul transparan yang terbuat dari selaput yang sedikit berpori dari resin amonium kuaterner dan diisi dengan air. Membran memungkinkan air dari dalam untuk menguap ketika dihangatkan oleh sinar matahari. Ketika air melewati membran, air secara selektif menarik karbon dioksida dari udara. Unit fotosintesis buatan di dalam kapsul terdiri dari penyerap cahaya yang dilapisi dengan katalis yang mengubah karbon dioksida menjadi karbon monoksida, yang dapat disedot dan digunakan sebagai dasar untuk pembuatan berbagai bahan bakar sintetis. Oksigen juga diproduksi dan dapat dikumpulkan atau dilepaskan ke lingkungan sekitar.
"Dengan membungkus teknologi daun buatan tradisional di dalam membran khusus ini, seluruh unit dapat berfungsi di lingkungan alami, layaknya daun sungguhan," kata Singh.
Menurut kalkulasi mereka, 360 daun, masing-masing panjang 1,7 meter dan lebar 0,2 meter, dapat menghasilkan hampir setengah ton karbon monoksida per hari, yang nantinya dapat digunakan sebagai dasar untuk membuat bahan bakar sintetis. 360 daun buatan yang diletakkan di area seluas 500 meter persegi akan mampu mengurangi kadar karbon dioksida sebesar 10 persen di udara sekitar dalam jarak 100 meter dari area tersebut dalam satu hari.
"Konsep desain kami menggunakan bahan dan teknologi yang sudah tersedia, yang mana bila dikombinasikan dapat menghasilkan daun buatan yang siap untuk ditempatkan di luar laboratorium dimana ia dapat memainkan peran penting dalam mengurangi gas rumah kaca di atmosfer," kata Singh.
Journal:
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acssuschemeng.8b04969
Source:
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190212160020.htm
https://futurism.com/artificial-leaves-convert-co2-fuel/amp/
