Gagasan itu dipaparkan dalam orasi ilmiah bertajuk Rekayasa Material Maju untuk Teknologi Penyimpanan Energi dan Pengendalian Pencemaran Lingkungan. Dalam paparannya, dosen Departemen Teknik Material dan Metalurgi (DTMM) ITS tersebut menekankan bahwa transisi menuju energi bersih membutuhkan inovasi material yang mampu menjawab tantangan efisiensi energi sekaligus menekan dampak pencemaran.
Salah satu fokus penelitiannya ialah pemanfaatan teknologi fotokatalis berbasis material semikonduktor untuk mengonversi emisi karbon menjadi sumber energi alternatif.
Melalui komposit reduced Graphene Oxide dan tembaga oksida (rGO/CuO), karbon dioksida (CO2) dari gas buang dapat diubah menjadi senyawa bernilai ekonomi seperti metanol dan metana.
"Dengan teknologi fotokatalis berbahan semikonduktor seperti komposit reduced Graphene Oxide dan tembaga oksida, gas buang CO2 dapat dikonversi menjadi bahan bakar alternatif seperti metanol dan metana," ujar Diah.
Selain mengolah emisi karbon, teknologi fotokatalis tersebut juga dikembangkan untuk menangani limbah cair industri, khususnya limbah pewarna sintetis yang sulit terurai.
Diah menjelaskan material rGO/ZnO yang dikembangkan di Laboratorium Kimia Material DTMM ITS mampu menguraikan zat pencemar seperti Rhodamine-B (RhB) dan Methylene Blue (MB) secara efektif.
Menurutnya, material hasil rekayasa tersebut berhasil mendegradasi limbah Rhodamine-B hingga 99,5 persen hanya dalam waktu lima jam. Capaian itu menunjukkan potensi besar teknologi fotokatalis sebagai solusi pengolahan limbah industri yang lebih ramah lingkungan dibandingkan metode konvensional.
Riset Diah juga menyasar pengembangan teknologi penyimpanan energi melalui superkapasitor elektrokimia. Perangkat ini dirancang untuk menjembatani keunggulan baterai dan kapasitor konvensional dengan kemampuan menyimpan sekaligus melepaskan energi dalam waktu sangat singkat.
"Kapasitansinya bahkan dapat mencapai 10 ribu kali lebih besar dibandingkan kapasitor konvensional," kata alumnus doktoral National Taiwan University of Science and Technology (NTUST) tersebut.
Ia menjelaskan superkapasitor terdiri atas tiga jenis utama, yakni Electric Double Layer Capacitor (EDLC), pseudocapacitor, dan sistem hibrida. EDLC memanfaatkan material karbon berpori sebagai media penyimpan muatan listrik, sedangkan pseudocapacitor bekerja melalui mekanisme reaksi reduksi dan oksidasi. Adapun sistem hibrida mengombinasikan kedua mekanisme tersebut untuk memperoleh kinerja yang lebih optimal.
Dalam pengembangannya, tim peneliti DTMM ITS memanfaatkan material reduced Graphene Oxide yang dipadukan dengan berbagai oksida logam, antara lain WO3, NiO, CuCr2O4, serta mangan oksida. Kombinasi material tersebut ditujukan untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan energi sekaligus memperpanjang umur pakai perangkat.
Tidak berhenti pada material sintetis, Diah juga mengeksplorasi potensi limbah biomassa lokal sebagai bahan baku material maju. Eceng gondok, tempurung kelapa, hingga kluwak disintesis menjadi reduced Graphene Oxide berpori aktif yang dapat dimanfaatkan sebagai komponen utama superkapasitor.
Pendekatan tersebut dinilai mampu menghadirkan dua manfaat sekaligus, yakni mengurangi limbah biomassa dan menghasilkan material bernilai tambah bagi industri energi. Ke depan, teknologi itu diproyeksikan dapat diintegrasikan dengan baterai maupun fuel cell pada kendaraan listrik melalui sistem penyimpanan energi hibrida yang mampu mengisi dan melepaskan daya secara cepat untuk menjaga stabilitas suplai listrik.
Bagi Diah, pengembangan teknologi material tidak cukup berhenti pada publikasi ilmiah maupun skala laboratorium. Ia menargetkan hasil riset tersebut dapat memasuki tahap hilirisasi melalui kolaborasi dengan industri sehingga memberikan manfaat nyata bagi masyarakat sekaligus mendukung target Net Zero Emission Indonesia pada 2060.
"Selagi ada kesempatan, kaum perempuan juga harus terus berdaya dan memberikan kontribusi riset terbaiknya bagi kelestarian alam," ujarnya.
Pengembangan rekayasa material maju yang dilakukan ITS juga sejalan dengan agenda Sustainable Development Goals (SDGs), terutama tujuan ketujuh tentang energi bersih dan terjangkau, tujuan ke-12 mengenai konsumsi dan produksi yang bertanggung jawab, serta tujuan ke-13 tentang penanganan perubahan iklim.
Pemanfaatan limbah biomassa sebagai material fungsional dan konversi emisi karbon menjadi energi alternatif menjadi bagian dari upaya ITS memperkuat inovasi teknologi berkelanjutan yang relevan dengan tantangan energi dan lingkungan pada masa depan.
