Karbon nanotube dengan doping nitrogen untuk sel bahan bakar yang murah

Tabung karbon berukuran nano (nanotubes) yang didoping dengan nitrogen memiliki potensi untuk menggantikan katalis platina yang mahal yang biasa digunakan untuk mereduksi oksigen didalam sel bahan bakar, menurut para peneliti di Ohio (Science 2009, 323, 760). Penemuan ini dapat menurunkan harga dari sel bahan bakar, yang merupakan teknologi menjanjikan namun memiliki masalah dalam pengaplikasiannya dalam skala besar seperti pada kendaraan bermotor karena harga katalis yang mahal disamping segi ketahanannya.

Sebuah tim dipimpin oleh Liming Dai dari the University of Dayton menemukan bahwa sekumpulan karbon nanotube yg tersusun vertikal, yang sebagian atom karbon digantikan dengan nitrogen dapat mereduksi oksigen dalam larutan alkali lebih baik dibandingkan katalis platina yang telah lama dipakai dalam teknologi sel bahan bakar sejak 1960an. Lebih dari itu, nanotube tidak terpengaruh oleh racun katalis berupa karbon monoksida yang terbukti mendeaktivasi katalis platina.

Dai menjelaskan penyebab utama dari aktifitas tinggi oleh nanotube berdoping nitrogen karena kemampuan menerima elektron dari atom nitrogen yang akan menghasilkan muatan positif pada atom karbon disebelahnya. Muatan ini menarik elektron dari anoda dan mendorong reaksi reduksi oksigen. “Pengungkapan peran baru dari nitrogen doping pada penelitian ini sangat penting dan dapat diaplikasikan untuk mengembangkan berbagai katalis pereduksi oksigen berbahan non logam yang efisien diluar aplikasinya dalam fuel cells” Dai berkata.

“Penemuan ini dapat memiliki efek yang mendasar terhadap upaya komersialisasi teknologi sel bahan bakar kata Yushan Yan, seorang professor teknik kimia dari the University of California, Riverside. Dia menambahkan bahwa hasil ini dapat lebih berdampak nyata jika tim Dai dapat menunjukkan hasil percobaan dalam media asam, dimana platina lebih diperlukan dalam suasana tersebut, dibandingkan dengan media basa, dimana tidak ada logam lain yang lebih efektif daripada platina pada suasana asam. Namun mengetahui bahwa platina bisa digantikan dengan katalis nonlogam baru ini sudah merupakan kemajuan yang luar biasa.