Penggunaan Bayam Sebagai Katalis Terbaharukan Dalam Pembuatan Bahan Bakar Hidrogen dari Air Oleh Putu Eva Silvia Dewi Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Abstrak. Pemanasan Global adalah peningkatan suhu rata-rata atmosfer bumi dan lautan secara bertahap, dengan sebuah perubahan yang diyakini dapat mengubah secara permanen iklim di bumi. Hal ini disebabkan oleh penggunaan bahan bakar berbasis fosil oleh transportasi dalam jumlah besar. Salah satu solusi yang dapat ditawarkan untuk mengatasi masalah tersebut, dengan cara menggunakan bahan bakar pengganti fosil seperti bahan bakar hidrogen. Bahan bakar hidrogen merupakan sumber energi yang bersifat eko energi, dengan proses pembakaran yang hanya menghasilkan air dan energi, baik energi listrik maupun energi panas. Pembuatan bahan bakar hidrogen menggunakan zinc sebagai katalis untuk mempercepat reaksi suatu zat. Salah satu tanaman yang mengandung zinc terbanyak adalah bayam. Zinc yang didapat dari bayam akan bereaksi dengan oksigen dan membantu memisahkan hidrogen dari air (H2O). Proses tersebut tidak menghasilkan emisi yang berbahaya bagi lingkungan yakni berupa ZnO. Senyawa ini dapat digunakan kembali untuk membentuk bahan bakar berbasis hidrogen yang baru. Kata Kunci: Energi terbaharukan, Hidrogen, Bayam, Zinc Pendahuluan Dalam sejarah yang tercatat, manusia telah berhasil menghancurkan lingkungan, baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung, umat manusia bertanggung jawab atas bencana lingkungan yang menyebabkan trauma ekologi di zona mati Teluk Meksiko, Tumpahan Tennessee Coal Ash pada tahun 2008, Api Al-Mishraq pada tahun 2003 dan ecocide di Vietnam pada 1960-an dan 1970-an. Di samping itu, secara tidak langsung umat manusia telah bertanggung jawab atas kerusakan lingkungn yang jauh lebih buruk. Menurut sebuah studi yang dipimpin oleh ilmuwan iklim Jonny Day di Pusat Nasional untuk Atmospheric Science di University of Reading, hilangnya es di laut Arktik 70 persen diakibatkan oleh ulah manusia. Terlebih lagi, studi lain, yang muncul dalam jurnal Plos ONE, menemukan bahwa Hutan Hujan Amazon yang berkawasan di Brazil, pernah dikenal akan keanekaragaman hayati, saat ini sedang memasuki tahap kepunahan. Bukan hanya masalah kerusakan lingkungan, melainkan juga ulah manusia telah menyebabkan timbulnya banyak faktor yang dapat mengancam kelangsungan hidup makhluk hidup di bumi. Salah satu contohnya adalah pemanasan global yang marak diperbincangkan saat ini. (Barral, 2012) Pemanasan Global adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peningkatan suhu rata-rata atmosfer bumi dan lautan secara bertahap, dengan sebuah perubahan yang diyakini dapat mengubah secara permanen iklim di bumi. Banyak perdebatan yang telah dilakukan terkait dengan masalah ini, baik itu setuju maupun tidak setuju. Namun, para ilmuan telah menganalisis data dan fakta terkait global warming yang mengindikasikan suhu di bumi semakin meningkat. Disamping itu, berbagai efek yang disebabkan oleh global warming menjadi lebih besar dan cepat terjadi dibandingkan dengan sebelumnya, adapun konsensus ilmiah tentang perubahan iklim terkait dengan pemanasan global menyatakan bahwa suhu rata-rata bumi telah meningkat antara 0,4o sampai 0,8° C selama masa 100 tahun. Volume peningkatan karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya yang dikeluarkan oleh pembakaran bahan bakar fosil, pembukaan lahan, pertanian, dan aktivitas manusia lainnya, yang diyakini sebagai sumber utama dari pemanasan global yang telah terjadi selama 50 tahun terakhir. Tidak hanya itu, transportasi merupakan kontributor polusi utama di masa ini dengan menghasilkan sejumlah besar nitrogen oksida, karbon monoksida, dan polusi lainnya. Pada tahun 2013, transportasi menyumbang lebih dari setengah dari karbon monoksida dan nitrogen oksida, dan hampir seperempat dari hidrokarbon yang dipancarkan ke udara dari kendaraan pribadi adalah penyebab utama pemanasan global. (MacMillan, 2016) Polusi udara mengacu pada polutan ke udara yang merugikan kesehatan manusia dan bumi secara keseluruhan. Dewasa ini, polusi udara umumnya didominasi oleh jumlah penggunaan transportasi. Hal ini disebabkan oleh penggunaan bahan bakar berbasis fosil oleh transportasi dalam jumlah besar. Bahan bakar fosil merupakan salah satu energi yang tidak terbarukan dan memerlukan waktu lama untuk membentuknya kembali. Kenyataannya, tingkat penggunaan bahan bakar fosil berbanding terbalik dengan lamanya pembentukan sehingga bahan bakar ini akan habis. (Mackenzie, 2016) Konsumsi energi komersial di Indonesia terus mengalami peningkatan dari 218,2 juta Setara Barel Minyak (SBM) pada tahun 1990 menjadi 546,6 juta SBM pada tahun 2005 atau meningkat sebesar 6,3% per tahun. Berdasarkan jenis energinya, konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM) merupakan konsumsi energi komersial terbesar. Sebagian besar konsumsi BBM ini digunakan untuk sektor transportasi. Peningkatan konsumsi BBM ini membebani anggaran pemerintah dalam pemberian subsidi. Beban tersebut akan terus meningkat seiring dengan kenaikan harga minyak dunia karena pemerintah masih harus mengimpor sebagian BBM untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. (KNRT,2006) Maka dari itu, diperlukan bahan bakar substitusi yang dapat menggantikan bahan bakar fosil untuk mengatasi masalah yang ditimbulkan dari emisi gas polutan dan membantu mengatasi besarnya tekanan kebutuhan BBM. Hal ini dapat diwujudkan dengan menggunakan bahan bakar hidrogen yang berasal dari air dengan menggunakan katalis daun bayam. Pembahasan A. Bahan Bakar Hidrogen Menurut Djati (2008) hidrogen merupakan unsur paling melimpah di alam semesta, dan nomor tiga terbanyak di permukaan bumi. Tetapi gas hidrogen murni hampir tidak ada di permukaan bumi karena gas hydrogen bereaksi dengan unsur lain membentuk persenyawaan yang lebih stabil. Pada prinsipnya, hidrogen bisa diperoleh dengan memecah senyawa yang paling banyak mengandung unsur hydrogen. Bahan bakar berbasis hidrogen adalah sumber energi yang bersifat eko energi, dengan proses pembakaran yang hanya menghasilkan air dan energi, baik energi listrik maupun energi panas. Bahan bakar ini dapat dihasilkan dari reaksi antara ZnO (Zinc Oksida) dengan H2O. Reaksi tersebut diawali dengan menyiapkan sebuah wadah tertutup, yang tersambung ke wadah lainnya yang juga tertutup dan berisi air murni. Dari sini air murni (H2O) akan ditambahkan Zn hasil ekstraksi sebelumnya dan akan mengalami reaksi seperti berikut: Zn + H2O ZnO + H2+ Saat reaksi tersebut terjadi wadah sudah harus dalam kondisi vacum, sebab jika tidak, maka H2+ yang dilepas akan bereaksi lagi dengan zat lain. H2+ yang dilepas akan bergerak ke atas dan berpindah ke wadah yang lain. Hal ini mengindikasikan bahwa reaksi tersebut akan selesai, saat terbentuknya endapan ZnO yang cukup banyak. Endapan ZnO dapat dipisah kembali menjadi Zn2+ dan O2- dengan menggunakan metode penelitian Eric Koefp yaitu memanaskan ZnO sampai mencapai titik didih O2- dan ZnO akan melepaskan O2- yang dapat bereaksi dengan O2 membentuk O3 dan Zn dapat digunakan kembali untuk membentuk H2+. Proses di atas akan menghasilkan H2+, sebagai pengganti bahan bakar fosil, Zn2+, sebagai katalis dalam pembuatan bahan bakar berbasis hidrogen, dan O2- sebagai bahan buangan yang dapat bereaksi dengan O2 membentuk O3 (Ozon). Proses ini tidak menghasilkan emisi yang berbahaya bagi lingkungan karena semua emisi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan kembali. (Koepf, 2012) Hidrogen juga merupakan kandidat bahan bakar transportasi yang paling menjanjikan di masa yang akan dating. Berbagai uji coba kendaraan fuel cell (yang bersumber dari hydrogen) oleh industry-industri otomotif terkemuka dunia sejak lebih dari 50 tahun terakhir mulai menunjukkan titik terang dalam pemanfaatan fuel cell berbasis hydrogen sebagai bahan bakar kendaraan. Jika hasil uji coba ini memberikan hasil yang positif diperkirakan pada akhir dasawarsa ini akan menjadi awal era mobil fuel cell di dunia. Pada saat itulah akan terjadi lonjakan permintaan hydrogen dalam jumlah sangat besar. Sebagai contoh, studi di Amerika menunjukkan bahwa jika era mobil fuel cell dimulai, Amerika sendiri membutuhkan sekitar 40 juta ton hydrogen per tahun untuk menggerakkan sekitar 100 juta mesin-mesin mobil fuel cell. (Djati,2008) B. Pemanfaatan Bayam Sebagai Katalisator Salah satu tumbuhan yang mengandung zinc terbanyak adalah bayam. Bayam (Amaranthus spp.) merupakan tumbuhan yang biasa ditanam untuk dikonsumsi daunnya sebagai sayuran hijau. Tumbuhan ini berasal dari Amerika tropik namun sekarang tersebar ke seluruh dunia. Tumbuhan ini dikenal sebagai sayuran sumber zat besi yang penting. Amaranthus, yang dikenal sebagai amaranth, juga merupakan genus kosmopolitan tanaman tahunan atau berumur pendek. Beberapa spesies bayam dibudidayakan sebagai sayuran daun, serealia semu, dan tanaman hias. (Shukla, 2006) Bayam mengandung beberapa mineral seperti terlihat pada tabel berikut: Komposisi mineral Dalam 100 gram Kalsium 99 mg Besi 2,71 mg Magnesium 79 mg Fosfor 49 mg Kalium 558 mg Natrium 79 mg Seng 0,53 mg Tembaga 0,13 mg Mangan 0,897 mg Selenium 1 mg Tabel 1 Kandungan Mineral Bayam Jepang Pada tabel terlihat kandungan beberapa mineral yang terdapat pada bayam. Hasil tersebut didapat dari hasil pengujian menggunakan Spektrofotosmeter UV- Vis pada bayam jenis bayam jepang setelah mengalami ekstraksi maserasi. Berdasarkan pada tabel tersebut jumlah zat Seng (Zn) pada 100 g bayam jepang adalah 0,53 mg yang dapat disimpulkan menjadi 5,3 mg tiap 1 kg bayam jepang. Hasil ini merupakan hasil yang cukup besar, mengingat kandungan Zn pada tanaman biasanya memiliki jumlah yang sangat kecil, hal ini yang menjadikan bayam sangat cocok sebagai sumber Zn yang terbaharukan. Kesimpulan: Zinc yang terkandung dalam Amaranthus spp. dapat dimanfaatkan sebagai katalis yang mempercepat reaksi dalam pembentukan bahan bakar berbasis hydrogen. Bahan bakar ini tidak menghasilkan emisi gas berbahaya bagi lingkungan, sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar substitusi dari fosil. Saran: Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengukur seberapa efektif penggunaan bayam sebagai katalisator dan penggunaan instrumen penelitian yang lebih akurat sehingga didapatkan hasil pengujian yang maksimal. Daftar Pustaka Koepf, Erik, dkk. 2012. A novel beam-down, gravity-fed, solar thermochemical receiver/reactor for direct solid particle decomposition: Design, modeling, and experimentation (Post Doctoral). USA: University of Delaware. Shukla, Sudhir, dkk. 2006. Mineral Profile and Variability in Vegetable Amaranth (Amaranthus tricolor) (Abstrak). India: National Botanical Research Institute. Suwardi. 2011. Analisa Kadar Oksalat Dalam Daun Bayam Yang Sudah Dimasak Dengan Metode Spektrofotometri Uv. Indonesia: Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau. Anonim. 2016. Periodic Table of Zinc. www.rsc.org/periodic-table/element/30/zinc, 20 Februari 2017. Barral, 2012, Horrifying photos show damage done, http://www.mirror.co.uk/news/worldnews/horrifying-photos-show-damage-done-5537329 Anonim, 2017, Spinach, http://www.whfoods.com/genpage.php?tname=foodspice&dbid=43 Baral, 2012, Cause and Effect: The damage humans have done in Earth’s history https://greenerideal.com/science/1204-the-damage-humans-have-done-in-earths-history/ Sari, 2016, 17 Kekurangan dan Kelebihan Bahan Bakar Fosil, http://ilmugeografi.com/ilmubumi/kekurangan-dan-kelebihan-bahan-bakar-fosil Anonim, 2016, Zinc, http://www.whfoods.com/genpage.php?tname=nutrient&dbid=115 KNRT (2006) Penelitian, Pengembangan dan Penerapan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bidang Sumber Energi Baru dan Terbarukan untuk Mendukung Keamanan Ketersediaan Energi Tahun 2025, Kementerian Negara Riset dan Teknologi. Salimy, Djati dan Ida Finahari. 2008. Perbandingan Produksi Hidrogen dengan Energi Nuklir Proses Elektrolisis dan Steam Reforming. Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir
