Cekricek.id — Tim peneliti Shenyang Agricultural University di China berhasil meningkatkan efisiensi produksi hidrogen lewat cahaya tampak dengan menempelkan titik kuantum karbon berbahan selulosa ke permukaan katalis kadmium sulfida (CdS). Dalam pengujian laboratorium, komposit hasil modifikasi itu menghasilkan 7.812,5 mikromol hidrogen per gram dalam lima jam, naik hampir 69 persen dibanding katalis CdS tanpa modifikasi yang hanya menghasilkan 4.633,5 mikromol per gram pada rentang waktu sama.
Temuan itu dipaparkan Quan Sophia He, penulis koresponden studi dari Shenyang Agricultural University, bersama Wang Z., Changotra R., Dong G., dan Yang J., lewat artikel Cellulose carbon quantum dots decorated CdS nanocatalyst for enhanced visible-light photocatalytic hydrogen evolution dalam jurnal Sustainable Carbon Materials pada 2026.
Selulosa Limbah Pertanian Diubah Jadi Titik Kuantum Karbon
Tim memproduksi titik kuantum karbon (CQD) itu dari selulosa lewat proses hidrotermal, kemudian menempelkannya ke permukaan nanopartikel kadmium sulfida. Analisis mikroskopis menunjukkan ukuran rata-rata titik kuantum itu hanya 3,5 nanometer dengan keberhasilan penempelan yang baik pada permukaan katalis.
“Dengan memperbaiki pemisahan muatan di antarmuka, titik kuantum karbon itu membuat lebih banyak energi cahaya yang terserap ikut berkontribusi pada produksi hidrogen,” kata He.
Mengatasi Kelemahan Klasik Katalis Kadmium Sulfida
Kadmium sulfida lama dikenal sebagai bahan fotokatalis yang menjanjikan untuk memecah air menjadi hidrogen memakai cahaya matahari, karena mampu menyerap spektrum cahaya tampak dengan baik. Masalahnya, elektron dan lubang muatan yang terbentuk saat cahaya diserap cenderung cepat bergabung kembali sebelum sempat memicu reaksi kimia, sehingga efisiensinya rendah.
Penambahan titik kuantum karbon berbahan selulosa itu berfungsi memperlambat penggabungan kembali muatan tersebut, sehingga lebih banyak elektron yang tersedia untuk mereduksi air menjadi gas hidrogen. Karena selulosa merupakan bahan baku murah dan melimpah dari limbah pertanian, pendekatan ini berpotensi menekan biaya produksi katalis dibanding memakai titik kuantum berbahan logam atau karbon sintetis lain yang lebih mahal.
Masih Tahap Laboratorium, Belum Skala Industri
Tim menegaskan hasil ini baru diuji dalam skala laboratorium memakai reaktor fotokatalitik kecil, sehingga performanya pada skala industri dengan paparan sinar matahari nyata masih perlu diverifikasi lebih lanjut. Kestabilan katalis dalam pemakaian berulang serta ketahanannya terhadap pengotor dalam air baku juga belum diuji dalam publikasi ini.
Baca juga: Katalis Perak Berpindah Titik Reaksi Bergantung Arah Kerja Sel Oksida Padat
