Bayangkan sebuah inovasi sains yang bisa mengatasi dua masalah lingkungan sekaligus. Kalau biasanya satu solusi hanya menjawab satu persoalan, kali ini para peneliti berhasil menciptakan sesuatu yang lebih ambisius.

Sebuah studi baru memaparkan metode untuk mengubah tiga jenis plastik yang paling umum digunakan menjadi hidrogen—bahan bakar yang digadang-gadang sebagai sumber energi masa depan yang bersih dan melimpah.

Yang lebih keren? Metode ini bekerja tanpa perlu memilah-milah plastik terlebih dahulu. Seperti yang kita tahu, proses pemilahan ini mahal dan makan waktu, jadi salah satu alasan utama kenapa cuma 9 persen plastik yang berhasil didaur ulang selama ini.

“Kami menyelesaikan dua masalah global yang mendesak secara bersamaan,” ujar Ah-Hyung Park, insinyur kimia dan biomolekuler dari University of California, Los Angeles (UCLA) yang memimpin studi ini bersama para peneliti di Korea Selatan.

“Sampah plastik menumpuk dengan laju yang mengkhawatirkan, dan hidrogen bersih sangat penting untuk dekarbonisasi energi. Teknologi ini menjawab kedua tantangan tersebut dengan cara yang kreatif dan bisa diskalakan.”

Proses ini disebut alkaline thermal treatment (ATT), yang sebelumnya sudah dikembangkan oleh sebagian peneliti yang sama untuk mengubah rumput laut menjadi hidrogen dengan kemurnian tinggi.

Singkatnya, metode ini memanfaatkan senyawa natrium hidroksida dan panas untuk memicu produksi hidrogen.

Saat diuji pada campuran sampah plastik—termasuk polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), dan polypropylene (PP)—ATT berhasil menghasilkan gas hidrogen dengan kemurnian di atas 90 persen, tanpa pemilahan sama sekali.

Ada dua keunggulan penting dibandingkan metode produksi hidrogen yang ada saat ini: pertama, prosesnya berjalan pada suhu sekitar 300–400 °C lebih rendah dari pendekatan alternatif; kedua, metode ini menangkap sebagian besar (75 persen) produk sampingan karbon dalam bentuk padat, alih-alih melepaskannya ke udara sebagai karbon dioksida.

“Penurunan signifikan dalam emisi CO₂ langsung menunjukkan bahwa produksi hidrogen berbasis ATT mungkin menawarkan daya saing lingkungan dibandingkan proses konvensional,” tulis para peneliti dalam makalah mereka yang sudah terbit.

Demi meningkatkan hasil, tim peneliti memberi perlakuan awal pada plastik PE dan PP dengan memanaskan dan mengoksidasinya. Langkah ini menyisipkan oksigen ke dalam rantai polimer plastik sehingga materialnya jadi lebih reaktif.

Kandungan oksigen yang minim dalam PE dan PP biasanya bikin kedua jenis plastik ini bandel terhadap pemrosesan kimia, dan ini juga alasan kenapa teknologi yang ada sekarang kesulitan mengonversi plastik campuran yang belum dipilah.

“Dengan menggabungkan operasi suhu rendah, kemampuan menangkap karbon, dan keunggulan menangani plastik campuran, ATT menawarkan jalur praktis untuk meng-upcycle sampah plastik menjadi bahan bakar hidrogen bersih,” tulis para peneliti.

Ini pendekatan baru yang sangat menjanjikan, tapi masih ada pekerjaan rumah sebelum bisa dipakai secara komersial.

Tugas terbesar saat ini adalah meningkatkan skala proses ini supaya bisa beroperasi di luar batasan laboratorium (studi ini baru menggunakan sampel dalam jumlah sangat kecil).

Untuk mencapai tujuan itu, para peneliti menyebut perlunya riset lanjutan guna mengoptimalkan proses ATT—meningkatkan hasil hidrogen, meminimalkan emisi karbon, dan menjaga suhu tetap relatif rendah.

Plastik yang diuji dalam studi ini termasuk jenis yang dipakai untuk sedotan, kantong, wadah, dan botol minuman. Jadi kita bicara soal material yang dipakai luas, terbuat dari minyak mentah—dan jadi kontributor utama krisis polusi plastik kita.

Riset ini juga membawa kita selangkah lebih dekat untuk menemukan sumber hidrogen yang berkelanjutan.

Meski sering disebut-sebut sebagai bahan bakar ‘bersih’ karena hanya mengeluarkan uap air, kredibilitas iklim hidrogen sebenarnya tergantung pada cara pembuatannya. Sebagian besar hidrogen saat ini diproduksi menggunakan gas alam—bahan bakar fosil—dalam proses boros energi yang mengeluarkan CO₂ dalam jumlah besar. Tapi para peneliti sudah merancang berbagai cara alternatif.

Dengan memanfaatkan plastik, menangkap karbon, dan memproduksi hidrogen, metode ATT—kalau bisa diskalakan—berpotensi jadi kandidat kuat untuk membantu mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil.

Terkait: Para Insinyur Ini Menciptakan Pendekatan Baru untuk Mendaur Ulang Plastik

“Dengan memangkas biaya pemilahan dan kompleksitas proses yang selama ini jadi hambatan utama komersialisasi, teknologi ini punya potensi menjadi teknologi inti generasi berikutnya yang mendukung ekonomi hidrogen sekaligus ekonomi sirkular,” kata insinyur kimia dan ilmuwan material Woo-Jae Kim dari Ewha Womans University di Korea Selatan.

Penelitian ini telah dipublikasikan di PNAS.