Para peneliti dari Universitas Stanford dan Universitas Perminyakan dan Mineral King Fahd telah mengembangkan perangkat inovatif yang menghasilkan amonia langsung dari udara menggunakan energi angin. Menurut mereka, teknologi baru ini, yang bertujuan untuk menggantikan proses Haber-Bosch, yang menghabiskan sebagian besar energi global dan berkontribusi terhadap emisi karbon dioksida, dapat merevolusi praktik pertanian dan mengurangi dampak terhadap lingkungan.
Sektor pertanian, yang sangat bergantung pada pupuk sintetis, merupakan penyumbang utama gas rumah kaca, dan menyumbang sekitar sepertiga emisi menurut Program Lingkungan PBB.
Perangkat inovatif ini, yang dikembangkan di bawah kepemimpinan Richard Zare, Profesor Ilmu Pengetahuan Alam Marguerite Blake Wilbur di Stanford, telah membuktikan kemanjurannya di luar batas laboratorium. “Terobosan ini memungkinkan kita memanfaatkan nitrogen di udara dan memproduksi amonia secara berkelanjutan. Ini merupakan langkah signifikan menuju pendekatan pertanian yang terdesentralisasi dan ramah lingkungan,” jelas Zare.
Mekanisme perangkat ini melibatkan udara yang ditarik melalui jaring yang dilapisi dengan katalis khusus yang dioptimalkan untuk kondisi lingkungan seperti kelembapan, kecepatan angin, dan komposisi atmosfer. Katalis, termasuk kombinasi oksida besi dan polimer asam yang kaya akan fluor dan belerang, memfasilitasi produksi amonia pada suhu kamar dan tekanan atmosfer, sehingga menghilangkan kebutuhan masukan energi eksternal.
Xiaowei Song, penulis utama studi tersebut dan seorang ilmuwan peneliti kimia di Stanford, menekankan manfaat lingkungan dari metode ini. “Pendekatan ini secara signifikan mengurangi jejak karbon dari produksi amonia,” kata Song. Selama pengujian, perangkat tersebut menunjukkan kemampuannya menghasilkan konsentrasi amonia yang cukup untuk pemupukan tanaman rumah kaca hanya dalam waktu dua jam, menggunakan sistem yang dilengkapi filter batu mikropori dan mekanisme daur ulang air.
Chanbasha Basheer dari Universitas King Fahd mengindikasikan bahwa perangkat tersebut, meskipun menjanjikan, memerlukan sekitar dua hingga tiga tahun pengembangan lebih lanjut sebelum dapat diperkenalkan ke pasar. Rencana untuk meningkatkan teknologi ini mencakup penggunaan sistem jaring yang lebih besar untuk meningkatkan kapasitas produksi amonia.
Selain kegunaan utamanya dalam produksi pupuk, kemampuan perangkat ini untuk menghasilkan amonia—senyawa dengan kepadatan energi lebih tinggi dibandingkan hidrogen—memiliki potensi penerapan dalam penyimpanan dan transportasi energi terbarukan. Hal ini terutama dapat menguntungkan sektor-sektor seperti pelayaran dan pembangkit listrik.
Diterbitkan di Science Advances pada 13 Desember, penelitian ini menerima dana dari Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara AS dan Universitas Perminyakan dan Mineral King Fahd. Para peneliti membayangkan integrasi teknologi ini ke dalam sistem irigasi, memungkinkan pembuatan pupuk di lokasi, yang secara signifikan dapat menyederhanakan praktik pertanian.
