Ilmuwan Temukan Cara yang Lebih Ramah Lingkungan Untuk Membuat Besi

Postdoc Ana Konovalova memamerkan sel elektrokimia yang dirancang di laboratorium Paul Kempler/University of Oregon.

Ilmuwan di Universitas Oregon tengah berupaya menemukan cara yang lebih ramah lingkungan untuk membuat logam besi—sebuah langkah besar menuju pembersihan industri baja, yang merupakan salah satu sumber polusi karbon terbesar di seluruh dunia.

Penelitian terbaru mereka, yang dipublikasikan di ACS Energy Letters, menunjukkan bagaimana metode baru ini bisa lebih efisien dan ramah lingkungan daripada cara tradisional pembuatan baja.

Saat ini, pembuatan besi dari bijih besi biasanya dilakukan di tanur tinggi yang membakar bahan bakar fosil dan melepaskan banyak karbon dioksida ke udara.

Namun, ahli kimia Paul Kempler dan timnya telah mengembangkan metode baru yang menggunakan air garam dan oksida besi (bentuk alami besi yang ditemukan di bumi) untuk menghasilkan besi melalui reaksi elektrokimia.

Proses ini juga menghasilkan klorin, yang merupakan produk sampingan yang bermanfaat.

Dalam penelitian terbaru mereka, tim tersebut berfokus untuk menemukan jenis oksida besi terbaik untuk digunakan.

Mereka ingin memahami apa yang membuat beberapa bahan lebih baik daripada yang lain untuk memproduksi besi.

Awalnya, mereka mengira penyebabnya mungkin ukuran partikel, susunan kimia, atau bahkan kotoran.

Namun setelah menguji berbagai sampel, mereka menemukan bahwa yang terpenting adalah seberapa berpori material tersebut—berapa banyak lubang kecil yang dimilikinya.

Partikel oksida besi yang berpori memiliki luas permukaan yang lebih besar, yang membantu reaksi kimia berlangsung lebih cepat.

Sebaliknya, partikel yang lebih padat dengan lebih sedikit lubang memperlambat reaksi.

Hal ini sangat penting karena pabrik elektrokimia skala besar mahal untuk dibangun, dan membuat besi dengan cepat membantu mengurangi biaya produk akhir.

Wawasan utama tim ini adalah bahwa luas permukaan—bukan ukuran partikel—yang penting. Semakin berpori material, semakin cepat dan efisien material tersebut dapat menghasilkan besi.

Dan meskipun mereka menggunakan jenis nanopartikel tertentu dalam pengujian lab mereka, prinsip yang sama dapat diterapkan pada banyak oksida besi lain yang murah dan tersedia secara alami.

Kelompok Kempler kini bekerja sama dengan para insinyur dan produsen untuk mencari tahu cara meningkatkan proses ini agar dapat digunakan di dunia nyata.

Mereka berharap metode yang lebih bersih ini suatu hari nanti dapat menggantikan cara pembuatan besi tradisional yang lebih berpolusi.

Mahasiswa pascasarjana Andrew Goldman menyimpulkannya dengan baik: “Kita masih bisa menikmati manfaat industri modern tanpa merusak planet ini. Memang belum sempurna, tetapi ini adalah awal—dan itu mengasyikkan.”

Tujuan utamanya sederhana: membuat besi dengan cara yang murah, efisien, dan jauh lebih aman bagi lingkungan. Jika berhasil, ini dapat mengubah salah satu industri terpenting di dunia.