BERITABANGSA.ID, SURABAYA – Krisis energi dan persoalan limbah industri menjadi dua tantangan besar yang dihadapi dunia saat ini. Di tengah kebutuhan mendesak akan sumber energi yang lebih bersih dan berkelanjutan, Guru Besar ke-237 Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Doty Dewi Risanti, menghadirkan terobosan yang menggabungkan solusi atas kedua persoalan tersebut.
Melalui pendekatan fisika-metalurgi, ia mengembangkan teknologi yang mampu mengubah limbah aluminium menjadi sumber listrik ramah lingkungan melalui produksi gas hidrogen.
Gagasan tersebut disampaikan Doty dalam orasi ilmiah pengukuhannya sebagai profesor di ITS, Senin (15/6/2026).
Guru Besar Departemen Teknik Fisika ITS itu menyoroti besarnya dampak ekologis yang ditimbulkan oleh penggunaan energi konvensional. Selain mempercepat eksploitasi sumber daya alam, sistem produksi saat ini juga menghasilkan limbah industri dalam jumlah besar yang belum sepenuhnya dapat dikelola secara optimal.
Menurutnya, praktik daur ulang yang selama ini banyak diterapkan masih menghadapi berbagai keterbatasan. Tidak sedikit material yang mengalami penurunan kualitas setelah didaur ulang, sementara sebagian limbah lainnya justru berakhir tanpa pemanfaatan yang maksimal.
“Daur ulang yang tidak optimal menyebabkan penurunan kualitas material yang seharusnya dapat dikelola dengan lebih efektif,” ujarnya.
Berangkat dari persoalan tersebut, Doty menawarkan konsep pemanfaatan limbah aluminium sebagai bahan baku energi.
Melalui proses tertentu, aluminium direaksikan dengan air untuk menghasilkan gas hidrogen yang selanjutnya dapat dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit listrik.
Pendekatan ini dinilai mampu mendukung terciptanya sistem energi yang lebih berkelanjutan sekaligus memperkuat implementasi ekonomi sirkular.
Ia menjelaskan, konsep ekonomi sirkular tidak hanya berorientasi pada penggunaan ulang material, tetapi juga memastikan kualitas material tetap terjaga bahkan meningkat.
Dengan demikian, limbah tidak lagi dipandang sebagai produk akhir yang harus dibuang, melainkan sebagai sumber daya yang memiliki nilai tambah baru.
Aluminium dipilih bukan tanpa alasan. Material tersebut memiliki sejumlah keunggulan, mulai dari kerapatan energi volumetrik yang tinggi, ketersediaan yang melimpah di berbagai negara, hingga kemampuan untuk didaur ulang secara berulang tanpa kehilangan potensi pemanfaatannya.
Bagi Indonesia, peluang ini dinilai sangat strategis untuk mendorong transformasi dari sistem daur ulang konvensional menuju model daur ulang sirkular yang lebih maju.
Doty menjelaskan bahwa dalam praktik peleburan sederhana, tidak seluruh limbah logam dapat diproses secara optimal.
Sebagian material bahkan mengandung unsur pengotor atau tramp element yang sering dianggap tidak bernilai. Padahal, komponen tersebut masih memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi melalui pendekatan teknologi yang tepat.
Tantangan utama dalam pemanfaatan aluminium sebagai sumber energi terletak pada keberadaan lapisan oksida alami atau alumina yang secara alami melindungi permukaan logam.
Lapisan pasif ini membuat aluminium sulit bereaksi langsung dengan air sehingga energi yang tersimpan di dalamnya tidak dapat dilepaskan secara maksimal.
Selama ini berbagai metode telah digunakan untuk mengatasi hambatan tersebut. Beberapa di antaranya melalui penggunaan katalis alkali, perlakuan mekanis seperti milling dan rolling, sonikasi, maupun perlakuan kimia pada permukaan logam.
Namun metode-metode tersebut dinilai belum mampu menghasilkan efisiensi produksi hidrogen yang mendekati sempurna serta menjaga kestabilan aliran gas yang dihasilkan.
Karena itu, Doty mengembangkan pendekatan baru yang mengintegrasikan aspek termodinamika proses, rekayasa permukaan aluminium, dan pengendalian reaksi secara menyeluruh.
Melalui pemodelan termodinamika, tim peneliti dapat memahami mekanisme reaksi yang terjadi pada kondisi temperatur dan tekanan tinggi sehingga proses produksi hidrogen dapat berlangsung lebih optimal.
Di sisi lain, modifikasi permukaan aluminium dilakukan dengan mempertahankan sebagian fungsi lapisan pelindungnya.
Pendekatan ini memanfaatkan mekanisme inverse biomimetic lotus-effect yang memungkinkan peningkatan efisiensi reaksi tanpa merusak struktur material secara berlebihan.
“Hal tersebut dilakukan guna meningkatkan efisiensi produksi,” terang Kepala Laboratorium Material Fungsional Maju Departemen Teknik Fisika ITS tersebut.
Aspek lain yang menjadi perhatian adalah pengendalian temperatur selama proses berlangsung. Reaksi antara aluminium dan air menghasilkan panas yang cukup besar sehingga berpotensi menimbulkan lonjakan suhu yang dapat mengganggu stabilitas produksi hidrogen.
Untuk mengatasi persoalan itu, Doty memanfaatkan metode co-solvent sebagai regulator termal alami.
Teknologi ini berfungsi menekan kenaikan temperatur secara berlebihan sekaligus menjaga laju produksi hidrogen tetap stabil dan terkendali selama proses berlangsung.
“Co-solvent tersebut berfungsi sebagai regulator termal alami untuk menekan lonjakan temperatur serta menjaga produksi hidrogen stabil dan terkontrol,” jelas reviewer nasional Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (Pimnas) sejak 2020 tersebut.
Pengembangan teknologi ini tidak dilakukan secara sendiri. Penelitian tersebut melibatkan kolaborasi dengan berbagai institusi dan mitra industri, antara lain University of Exeter, Universitas Kristen Petra, perusahaan pengolahan limbah logam Aeramine Ltd, Gringgo Indonesia, serta PLN Nusa Power.
Kolaborasi tersebut diarahkan untuk mempercepat hilirisasi teknologi sekaligus memperluas peluang implementasi pada sektor industri dan energi nasional.
Inovasi yang dikembangkan Prof Doty membuka perspektif baru bahwa limbah industri tidak selalu menjadi beban lingkungan.
Dengan pendekatan teknologi yang tepat, limbah aluminium dapat bertransformasi menjadi sumber energi alternatif yang bernilai tinggi sekaligus mendukung penguatan ekosistem industri hijau di Indonesia.
Pemanfaatan hidrogen dari limbah logam juga menghadirkan peluang baru dalam mempercepat transisi menuju energi bersih yang semakin dibutuhkan di tengah meningkatnya tuntutan keberlanjutan global.
