BRIN Kembangkan Katalis Biochar Nikel untuk Net Zero

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mengembangkan katalis biochar berbasis nikel yang didekorasi silika untuk meningkatkan konversi CO₂ menjadi produk bernilai guna. Temuan ini dipaparkan dalam webinar daring pada Jumat, 12 Juni 2026, sebagai bagian upaya mendukung target Net Zero Emission (NZE).

Inovasi dan tujuan penelitian

Penelitian dipimpin oleh Wiyanti Fransisca Simanullang dari Pusat Riset Katalisis BRIN. Tim menargetkan reaksi hidrogenasi CO₂ menjadi metana, karbon monoksida, atau alkohol yang bernilai ekonomi. Tujuannya jelas: mengubah emisi menjadi sumber energi dan bahan kimia ramah lingkungan.

Metode: nikel plus dekorasi silika

Alih-alih logam mulia seperti paladium atau platinum, BRIN memilih logam non-mulia nikel (Ni) untuk menekan biaya. Untuk meningkatkan performa nikel, tim menerapkan metode dekorasi silika yang membentuk lapisan pelindung pada permukaan katalis.

Struktur silika menjaga partikel nikel tetap stabil, terdispersi merata, dan tidak mudah menggumpal pada suhu operasi tinggi. Kondisi ini memungkinkan katalis memutus ikatan kuat molekul CO₂ lebih efektif.

Hasil uji laboratorium dan karakterisasi

Pengujian menggunakan fixed-bed reactor menunjukkan peningkatan performa signifikan. Karakterisasi material dilakukan dengan HR-TEM, XPS, dan XAS berbasis sinkrotron. Analisis menemukan bahwa silika mendorong oksidasi besi (Fe) sebagai lapisan pelindung sehingga nikel tetap dalam fase aktif.

Karbon dioksida merupakan senyawa yang sangat stabil secara termodinamika sehingga sulit dikonversi. Tantangan terbesar kami adalah merancang material katalis yang aktif sekaligus ekonomis untuk mengubah CO₂ menjadi produk yang lebih bermanfaat.

Tim juga melaporkan kondisi interaksi optimal antara nikel dan hidrogen pada bilangan gelombang 106,0 cm⁻¹, yang berperan sebagai penentu laju reaksi (rate-determining step). Sistem monometalik nikel yang didekorasi silika memberikan performa terbaik untuk hidrogenasi CO₂ pada suhu rendah.

Temuan kami menunjukkan bahwa dekorasi silika mampu mempertahankan fase reduksi logam nikel yang menjadi kunci dalam memutus ikatan kuat karbon dioksida. Hal ini menghasilkan performa hidrogenasi yang lebih baik, terutama pada suhu rendah.

Rencana hilirisasi dan pemanfaatan bahan lokal

Sebagai langkah hilirisasi, BRIN menyusun peta jalan yang dimulai dari optimalisasi sintesis karbon menggunakan bahan baku lokal berkelanjutan. Tahap awal memakai limbah kulit kemiri (candlenut shell) sebagai sumber biochar.

• Optimalisasi sintesis biochar dari limbah kulit kemiri
• Skalasi produksi untuk uji pilot dan produksi metanol cair
• Pengembangan katalis bebas logam berbasis nitrogen-doped biochar

Dengan pendekatan ini, BRIN tidak hanya menawarkan solusi teknis untuk mengurangi emisi karbon, tetapi juga membuka peluang nilai tambah dari limbah biomassa lokal. Kolaborasi dengan mitra strategis akan diprioritaskan untuk mempercepat hilirisasi dan komersialisasi teknologi, sehingga berkontribusi pada ekonomi hijau dan pencapaian target NZE nasional.