Abstrak
LATAR BELAKANG
Sekam padi, produk sampingan pertanian yang melimpah, menghadirkan sumber silikon terbarukan yang menjanjikan untuk memproduksi bahan berbasis karbon melalui pendekatan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. Di antara solusi energi bersih yang muncul, penyimpanan hidrogen tetap menjadi tantangan penting untuk penerapan praktis sistem energi hidrogen. Studi ini mengeksplorasi penggunaan silika yang berasal dari sekam padi untuk mensintesis bahan silikon berstruktur nano mesopori dan replika karbon yang sesuai. Tujuannya adalah untuk mengembangkan bahan yang efisien untuk penyerapan hidrogen, dengan kinerja yang melampaui karbon yang berasal dari biomassa lainnya yang disintesis dalam kondisi yang sebanding – dengan demikian menawarkan solusi yang kompetitif dan berkelanjutan untuk penyimpanan hidrogen.
HASIL
Rute sintesis yang hemat biaya dan berkelanjutan dikembangkan untuk menghasilkan templat silika MCM-41 dan SBA-15 menggunakan cetyltrimethylammonium bromide dan Pluronic P123 sebagai surfaktan. Replika karbonnya – abu sekam padi (RHA)-MCM-41 dan RHA-SBA-15 – dibuat melalui metode nanocasting yang menggunakan sukrosa sebagai sumber karbon. Material yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan difraksi sinar-X, mikroskop elektron pemindaian, mikroskop elektron transmisi, dan teknik adsorpsi-desorpsi nitrogen. Khususnya, karbon mesopori yang disintesis, RHA-CMK-3 dan RHA-RMCM-41, menunjukkan luas permukaan yang tinggi berkisar antara 800 hingga 1400 m 2 g −1 dan menampilkan struktur mesopori dan mikropori.
KESIMPULAN
Replika karbon yang disintesis menunjukkan kemampuan penyerapan hidrogen yang signifikan. Di antara replika tersebut, RHA-CMK-3 menunjukkan kinerja penyimpanan hidrogen tertinggi, mencapai 3,6 wt% pada suhu 196,15 °C dan 10 bar. Temuan ini menyoroti potensi karbon berstruktur nano yang berasal dari sekam padi sebagai bahan yang efisien dan berkelanjutan untuk aplikasi penyimpanan hidrogen. Selain itu, bahan yang diperoleh menunjukkan kapasitas penyerapan hidrogen yang melampaui karbon yang berasal dari biomassa lain yang disintesis dalam kondisi serupa, yang memperkuat keunggulan kompetitifnya untuk solusi penyimpanan energi. © 2025 Society of Chemical Industry (SCI).
