Krisis energi global menjadi salah satu masalah terbesar yang dihadapi dunia hingga saat ini. Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas, dan batu bara telah menyumbangkan masalah lingkungan yang serius, salah satunya pemanasan global (Global Warming). Transisi menuju energi bersih menjadi salah satu jalan keluar yang harus segera diimplementasikan. Namun demikian, beberapa tantangan yang perlu diselesaikan dalam pengimplementasian energi bersih, yaitu keterbatasan teknologi penyimpanan energi, biaya yang mahal, dan infrastruktur yang kurang mendukung. Nanokimia memiliki peran penting dalam menjawab tantangan tersebut,

Hal ini disampaikan oleh Guru Besar dalam bidang nanokimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta (FMIPA UNY) Prof. Dr. Dyah Purwaningsih, M.Si., dalam pidato pengukuhan dirinya sebagai Guru Besar, Senin, 30 Desember 2024, bertempat di Ruang Sidang Utama Rektorat Universitas Negeri Yogyakarta.

Dalam pidato pengukuhannya yang berjudul "Pengembangan Material Maju Berbasis Nanokimia: Tantangan dan Peluang Dalam Mewujudkan Energi Bersih dan Terjangkau", Dyah menuturkan ilmu nanokimia mempunyai peran penting dalam menjawab tantangan dan masalah implementasi energi bersih. Dengan merekayasa ukuran material menjadi nano, maka akan diperoleh sifat-sifat material yang khas, diantaranya luas permukaan sentuh yang besar, reaktivitas kimia yang tinggi, dan sifat optik yang dapat disesuaikan. Adanya sifat khas tersebut, material berbasis nano dapat meningkatkan kapasitas penyimpanan energi, efisiensi energi, dan stabilitas siklus baterai.

Selanjutnya, ia pun menjelaskan fokus peneltiannya yaitu pengembangan material katoda untuk baterai litium dan superkapasitor berbasis biomassa. Penambahan doping logam transisi dan modifikasi morfologi partikel membantu mempercepat transportasi ion dan elektron, memperbesar kapasitas spesifik, dan memperpanjang umur baterai. Pengendalian struktur material hingga skala nano memungkinkan peningkatkan performa baterai litium. "Ukuran skala nano menjadi penting dalam hal peningkatan konduktivitas dan efisiensi transfer ion dalam baterai", jelasnya.

Tak hanya itu, limbah biomassa dapat digunakan sebagai material elektroda superkapasitor. Sebagai contoh, limbah tongkol jagung yang kaya kandungan selulosa dan kadar abu yang rendah memberikan peluang besar untuk dimanfaatkan menjadi karbon aktif berkualitas unggul. Karbon aktif tongkol jagung memiki struktur mesopori dan mikropori yang mendukung kinerja elektrokimia tinggi. Karbon aktif juga memiliki luas permukaan yang besar, dan konduktivitas listrik yang baik sehingga memungkinkannya untuk digunakan sebagai material elektroda superkapasitor. Ia juga menambahkan "keunggulan karbon aktif sebagai elektroda superkapasitor adalah kerapatan energi tinggi, efisien, stabilitas silkus yang panjang, waktu pengisian singkat, dan ramah lingkungan".

Prof. Dr. Dyah Purwaningsih, M.Si. adalah Guru Besar aktif ke-11 yang dimiliki oleh Program Studi Kimia dan Guru Besar aktif ke-12 yang dimiliki oleh Departemen Pendidikan Kimia, FMIPA UNY.

Penulis: Yoga Priastomo

Foto: Dok. Dyah Purwaningsih