BRIN Kembangkan Teknologi Pupuk Nitrogen Ramah Lingkungan Berbasis Plasma Efisien Energi

BRIN Kembangkan Teknologi Pupuk Nitrogen Ramah Lingkungan Berbasis Plasma Efisien Energi

JAKARTA - Upaya menciptakan solusi pertanian yang lebih berkelanjutan terus dilakukan melalui inovasi teknologi ramah lingkungan. 

Salah satu terobosan terbaru datang dari pengembangan metode produksi pupuk nitrogen yang lebih efisien dan minim emisi. Inovasi ini menjadi penting di tengah kebutuhan global akan pupuk yang tinggi namun tetap memperhatikan dampak lingkungan.

Pendekatan baru ini menawarkan alternatif dari metode konvensional yang selama ini dikenal boros energi. Dengan memanfaatkan teknologi modern, proses produksi pupuk dapat dilakukan dengan cara yang lebih sederhana dan hemat sumber daya. Hal ini membuka peluang besar bagi pengembangan sistem pertanian yang lebih ramah lingkungan di masa depan.

Baca Juga

Manfaat Buah Naga untuk Kesehatan yang Jarang Diketahui Masyarakat

Inovasi Produksi Amonia Berbasis Plasma

Dosen sekaligus Peneliti dari Politeknik Teknologi Nuklir Indonesia (Poltek Nuklir) Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Deni Swantomo mengembangkan pendekatan alternatif dan ramah lingkungan dalam menciptakan pupuk nitrogen.

Dalam keterangan di Jakarta, Jumat, Deni menyebut dirinya bersama tim memanfaatkan teknologi Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma untuk memproduksi amonia langsung dari air dan gas nitrogen.

Ia menjelaskan pada umumnya produksi amonia global masih bergantung pada proses Haber–Bosch yang membutuhkan suhu dan tekanan tinggi, sehingga mengonsumsi energi besar serta berkontribusi terhadap emisi karbon.

Metode baru ini menjadi solusi yang lebih efisien karena tidak memerlukan kondisi ekstrem. Dengan pendekatan ini, produksi amonia dapat dilakukan dengan cara yang lebih sederhana namun tetap efektif.

Keunggulan Dibanding Metode Konvensional

"Berbeda dengan metode konvensional, sistem ini dapat beroperasi pada suhu dan tekanan ruang, tanpa memerlukan kondisi ekstrem maupun tambahan gas hidrogen," katanya.

Keunggulan utama dari teknologi ini terletak pada kemampuannya bekerja dalam kondisi normal tanpa kebutuhan energi besar. Hal ini berbeda jauh dengan metode tradisional yang membutuhkan tekanan tinggi dan suhu ekstrem.

Dengan menghilangkan kebutuhan gas hidrogen tambahan, proses ini juga menjadi lebih aman dan praktis. Selain itu, biaya operasional berpotensi lebih rendah sehingga dapat diterapkan secara lebih luas di masa depan.

Proses Pembentukan Amonia dari Plasma

Deni memaparkan gas nitrogen yang dialirkan dan diberi energi listrik akan membentuk plasma yang menghasilkan spesies nitrogen reaktif. Plasma tersebut kemudian berinteraksi dengan permukaan air, memecah molekul air menjadi radikal hidrogen dan hidroksil.

Selanjutnya, atom nitrogen dan hidrogen bereaksi membentuk amonia.

Penelitian ini juga mengevaluasi berbagai parameter operasional, seperti laju aliran nitrogen, daya listrik, jarak elektroda, jenis air, serta tingkat keasaman (pH).

Proses ini menunjukkan bagaimana teknologi plasma dapat dimanfaatkan untuk reaksi kimia yang kompleks dengan cara yang lebih sederhana. Pendekatan ini membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi kimia berbasis energi rendah.

Hasil Optimal dan Temuan Penelitian

Hasil optimal diperoleh pada laju aliran nitrogen 1,4 liter per menit, daya 75 watt, jarak elektroda 1 sentimeter, menggunakan air deionisasi dengan pH sekitar 5, serta tanpa penambahan sinar ultraviolet (UV). Pada kondisi tersebut, konsentrasi amonia mencapai 19,7 parts per million (ppm) dalam waktu reaksi 30 menit.

Hasil penelitian tersebut, kata Deni, menunjukkan bahwa penggunaan air deionisasi menghasilkan produksi amonia yang lebih tinggi dibandingkan air keran. Kandungan mineral dalam air keran diketahui dapat memicu reaksi samping yang menghambat pembentukan amonia.

Sementara itu, penambahan sinar UV justru menurunkan hasil karena memicu dekomposisi amonia yang telah terbentuk.

"Penggunaan air dengan tingkat kemurnian tinggi memberikan hasil yang lebih optimal. Sebaliknya, paparan sinar UV cenderung menurunkan konsentrasi amonia, karena memicu proses penguraian kembali," ujarnya.

Temuan ini menjadi dasar penting dalam pengembangan teknologi lebih lanjut agar hasil produksi dapat ditingkatkan secara maksimal.

Potensi Pengembangan dan Tantangan Ke Depan

Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa sistem DBD plasma sederhana dapat menjadi alternatif produksi amonia tanpa katalis, tanpa pretreatment kompleks, serta tanpa penggunaan gas hidrogen tambahan.

Meski demikian, Deni menekankan bahwa skala produksi saat ini masih terbatas pada tingkat laboratorium dan belum dapat menyamai kapasitas industri.

Ke depan, teknologi ini diharapkan dapat dikembangkan lebih lanjut sebagai solusi produksi amonia yang lebih bersih dan efisien, sekaligus mendukung pertanian berkelanjutan dan ketahanan pangan global.

"Pendekatan ini membuka peluang pengembangan teknologi produksi pupuk yang lebih berkelanjutan dan hemat energi. Sistemnya relatif sederhana, tidak membutuhkan katalis mahal, serta dapat beroperasi dalam kondisi normal," tutur Deni Swantomo.

Dengan pengembangan yang berkelanjutan, teknologi ini berpotensi menjadi salah satu solusi penting dalam menghadapi tantangan produksi pangan dunia di masa mendatang.