Cekricek.id — Peneliti Amerika Serikat mengembangkan struktur karbon baru yang membuat katalis sel bahan bakar bisa memakai platina dalam jumlah sangat sedikit namun tetap stabil dan efisien. Terobosan ini ditujukan untuk satu masalah yang makin mendesak: kebutuhan listrik pusat data yang membengkak.
Mengutip ScienceDaily, Minggu (9/8/2026), temuan tim yang dipimpin Gang Wu dari McKelvey School of Engineering, Washington University in St. Louis, terbit di jurnal Nature Nanotechnology pada 6 Agustus 2026.
Sembilan Persen Listrik Sebuah Negara
Persoalannya bermula dari angka. Electric Power Research Institute memperkirakan pusat data bisa menyerap hingga sembilan persen dari total pembangkitan listrik tahunan Amerika Serikat pada 2030, naik dari empat persen total permintaan listrik pada 2023. Fasilitas semacam ini menyedot daya besar bukan hanya untuk menjalankan perangkat komputasi, tetapi juga untuk mendinginkannya.
"Kalau sebuah pusat data mampu memasok listriknya sendiri memakai sel bahan bakar, ia akan langsung mengubah hidrogen dan bahan bakar lain menjadi listrik, sehingga mengurangi beban jaringan energi," kata Wu.
Sel bahan bakar menghasilkan listrik dengan menggabungkan hidrogen dan oksigen, menyisakan air dan panas. Katalis mempercepat reaksi itu sambil menekan kehilangan energi. Masalahnya ada pada bahan katalisnya: platina adalah salah satu yang paling efektif, tetapi juga logam mulia yang mahal.
Jebakan Antara Ukuran dan Ketahanan
Cara umum menyiasati harga platina adalah mengubahnya menjadi nanopartikel. Memecah platina curah menjadi partikel sangat kecil melipatgandakan luas permukaan yang tersedia untuk reaksi kimia, sehingga logam yang dipakai bisa ditekan hingga kurang dari seperempat miligram per sentimeter persegi.
Persoalannya, nanopartikel platina berubah selama sel bahan bakar bekerja. Partikel bisa larut, berpindah tempat, lalu membesar — dan kinerjanya menurun perlahan.
Katalis intermetalik platina belakangan muncul sebagai alternatif yang menjanjikan. Tetapi memproduksinya menghadirkan kompromi lain. Agar nanopartikelnya tetap kecil dan tersebar merata, peneliti biasanya memanaskan bahan di bawah 700 derajat Celsius. Suhu itu sering terlalu rendah untuk memicu perubahan dari susunan atom yang acak menjadi tertata rapi — padahal susunan tertata itulah yang menentukan keaktifan sekaligus ketahanan katalis.
Tim Wu mengatasinya dengan merancang bola karbon berpori dan berongga yang di dalamnya terdapat nanokanal tersusun radial, dengan ruang pori dan luas permukaan yang besar. Struktur ini menahan nanopartikel intermetalik platina-kobalt tetap rapat sekaligus tersebar merata, dan memungkinkan susunan atom tertata terbentuk pada suhu jauh lebih tinggi tanpa membuat partikel menggumpal.
"Strategi kami memakai nanostruktur karbon baru ini untuk mensintesis nanopartikel intermetalik platina-kobalt yang dapat mengurangi kandungan logam mulia sekaligus meningkatkan keaktifan dan kestabilan," kata Wu. "Biasanya ada pertukaran antara ukuran dan kestabilan, tetapi dengan inang nanokanal karbon yang tertata, nanopartikel platina-kobalt dapat dikurung dan tetap stabil pada ukuran sangat kecil bahkan pada suhu tinggi."
Seratus Lima Puluh Ribu Siklus
Dalam pengujian, bahan tersebut mempertahankan 85 persen kinerjanya setelah 150 ribu siklus tegangan berat. Peneliti memperkirakan angka itu setara sekitar 25 ribu jam pengoperasian.
"Karena penopang bernanostruktur karbon khusus ini, kami bisa memanaskan katalis platina-kobalt sampai 1.000 derajat Celsius, cukup tinggi untuk membentuk struktur yang sangat tertata, sambil tetap menjaga nanopartikelnya lebih kecil dari lima nanometer dan tersebar baik," ujar Wu.
Kanal terbuka pada penopang karbon itu juga memudahkan proton, oksigen, dan air bergerak melewati elektrode. Wu memfilekan paten atas teknologi ini melalui kantor manajemen teknologi kampusnya, dan menyebut sejumlah persoalan katalis masih perlu diselesaikan lewat pengembangan lanjutan bersama mitra industri.
Penelitian ini dilaporkan Lei Gao, Sooyeon Hwang, Xiaorui Li, Jiamao Zheng, Kwanpyung Lee, Shuo Liu, Dominik Wierzbicki, Jialu Li, Jinghua Guo, Bingzhang Zhang, Honghong Lin, Qing Zhao, Guofeng Wang, Chaochao Dun, dan Gang Wu dalam artikel berjudul Radial nanochannel-array carbon enables high-performance intermetallic fuel cell catalysts, terbit di Nature Nanotechnology tahun 2026. Tim melibatkan peneliti dari Brookhaven National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory, Northeastern University, dan University of Pittsburgh.
