BRIN Kembangkan Katalis Biochar Berbasis Nikel untuk Ubah Emisi CO₂ Menjadi Energi Hijau

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) terus memperkuat perannya dalam pengembangan teknologi hijau guna mendukung target Net Zero Emission (NZE) Indonesia. Melalui riset terbaru di bidang katalisis, BRIN berhasil mengembangkan katalis biochar berbasis nikel dengan metode dekorasi silika yang mampu meningkatkan konversi karbon dioksida (CO₂) menjadi produk bernilai ekonomi dan berpotensi menjadi sumber energi hijau di masa depan.

Inovasi tersebut dipaparkan oleh Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Katalisis BRIN, Wiyanti Fransisca Simanullang, dalam webinar Wednesday Insight & Science Exchange (WISE) yang diselenggarakan secara daring pada 12 Juni 2026.

Penelitian ini memanfaatkan biochar atau arang hayati yang dimodifikasi melalui penambahan struktur silika untuk meningkatkan kinerja katalis dalam proses hidrogenasi karbon dioksida. Hidrogenasi CO₂ merupakan proses kimia yang mengubah gas karbon dioksida menjadi berbagai produk bermanfaat dengan bantuan hidrogen.

“Karbon dioksida merupakan senyawa yang sangat stabil sehingga sulit dikonversi menjadi senyawa lain. Tantangan utama kami adalah merancang katalis yang aktif, stabil, dan tetap ekonomis untuk digunakan dalam skala yang lebih luas,” ujar Wiyanti.

Alternatif Murah Pengganti Logam Mulia

Selama ini, berbagai penelitian dunia banyak menggunakan logam mulia seperti paladium dan platinum sebagai katalis karena memiliki aktivitas tinggi. Namun, biaya produksi yang mahal menjadi kendala utama untuk penerapan industri secara luas.

Untuk mengatasi hal tersebut, tim peneliti BRIN memilih menggunakan logam non-mulia berupa nikel (Ni) yang lebih terjangkau. Agar performanya meningkat, nikel dikombinasikan dengan teknologi dekorasi silika yang berfungsi sebagai lapisan pelindung pada permukaan katalis.

Lapisan silika membantu menjaga partikel nikel tetap stabil, terdispersi merata, dan tidak mudah menggumpal saat bekerja pada suhu tinggi. Dengan kondisi tersebut, katalis mampu bekerja lebih efektif dalam memutus ikatan kuat molekul karbon dioksida selama proses reaksi berlangsung.

Hasil Uji Tunjukkan Peningkatan Kinerja Signifikan

Berdasarkan pengujian laboratorium menggunakan sistem aliran berkelanjutan (fixed-bed reactor), katalis yang dikembangkan menunjukkan peningkatan performa yang signifikan.

Tim peneliti melakukan karakterisasi material menggunakan berbagai teknologi canggih seperti High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), dan X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) berbasis sinkrotron.

Hasil analisis menunjukkan bahwa keberadaan silika mampu mendorong oksidasi besi (Fe) sebagai lapisan pelindung (sacrificial layer), sehingga logam aktif nikel tetap berada dalam kondisi optimal untuk menjalankan proses hidrogenasi CO₂.

“Dekorasi silika terbukti mampu mempertahankan fase reduksi logam nikel yang menjadi kunci dalam memutus ikatan kuat karbon dioksida. Hal ini menghasilkan performa hidrogenasi yang lebih baik, terutama pada suhu rendah,” jelas Wiyanti.

Penelitian juga menemukan bahwa interaksi antara nikel dan hidrogen mencapai kondisi optimal pada bilangan gelombang 106,0 cm⁻¹ yang berperan sebagai penentu laju reaksi (rate-determining step). Sistem katalis monometalik nikel yang didekorasi silika terbukti memberikan performa terbaik untuk proses hidrogenasi CO₂ pada suhu rendah.

Manfaatkan Limbah Biomassa Lokal

Sebagai langkah menuju hilirisasi teknologi, BRIN telah menyusun peta jalan pengembangan riset ini. Tahap awal difokuskan pada optimalisasi sintesis karbon menggunakan bahan baku lokal yang berkelanjutan, yaitu limbah kulit kemiri sebagai sumber utama biochar.

Pada tahap berikutnya, penelitian akan diarahkan pada produksi metanol cair dan pengembangan katalis bebas logam (metal-free catalyst) berbasis nitrogen-doped biochar yang lebih ramah lingkungan.

Melalui inovasi ini, BRIN tidak hanya menawarkan solusi untuk mengurangi emisi karbon, tetapi juga membuka peluang pemanfaatan limbah biomassa menjadi produk teknologi bernilai tambah tinggi. Ke depan, kolaborasi dengan berbagai mitra strategis akan terus diperkuat guna mempercepat hilirisasi dan komersialisasi teknologi, sehingga dapat memberikan kontribusi nyata bagi pembangunan ekonomi hijau dan pencapaian target Net Zero Emission Indonesia.

https://rri.co.id/iptek/2496481/inovasi-katalis-hijau-brin-untuk-net-zero-emission