Perkembangan teknologi energi bersih menjadi salah satu fokus utama riset global dalam menghadapi tantangan krisis energi dan perubahan iklim. Salah satu teknologi yang menjanjikan adalah fuel cell, khususnya Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) dan Anion Exchange Membrane Fuel Cell (AEMFC) yang dikenal memiliki efisiensi tinggi dan emisi rendah. Dalam konteks tersebut, Elroy dan Rich berhasil menorehkan prestasi melalui sebuah penelitian yang berhasil dipublikasikan di jurnal internasional bereputasi Q1 terbitan Elsevier.
Penelitian ini menjadi paper internasional Q1 pertama bagi Elroy dan paper internasional Q1 kedua bagi Rich, yang merupakan alumni Program Studi Fisika Universitas Katolik Parahyangan (UNPAR). Capaian ini sekaligus menunjukkan kesinambungan kontribusi sivitas akademika UNPAR, baik dari mahasiswa aktif maupun alumninya, dalam kancah riset internasional.
Pada artikel ini, penulis pertama memiliki peran sentral dalam perancangan dan penulisan artikel, penyusunan metode penelitian, visualisasi data dan gambar, pelaksanaan investigasi eksperimental secara langsung, analisis serta interpretasi hasil penelitian, hingga penyusunan data ilmiah secara menyeluruh.
Penelitian ini dilaksanakan di dua institusi utama, yaitu Laboratorium Teknik Kimia Universitas Katolik Parahyangan (UNPAR) sebagai lokasi sintesis material katalis, serta Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) KST B.J. Habibie, Serpong, yang menjadi tempat pengujian performa elektrokimia. Seluruh rangkaian riset berlangsung selama lebih dari satu tahun, mencerminkan dedikasi tinggi dalam menghasilkan publikasi ilmiah berkualitas internasional.
Fokus Penelitian: Optimalisasi Oxygen Reduction Reaction
Paper berjudul “Influence of electrode architecture and carbon interlayer on the oxygen reduction reaction of Pt nanowire cathodes in acidic and alkaline media” berfokus pada kajian oxygen reduction reaction (ORR) pada katoda fuel cell. ORR merupakan reaksi yang paling lambat secara kinetik dan menjadi faktor pembatas utama performa sistem fuel cell, baik pada PEMFC (media asam) maupun AEMFC (media basa).
Penelitian ini menginvestigasi katalis Platinum (Pt) dengan struktur nanowire (NW) yang dikombinasikan dengan material penyangga karbon. Dua variasi arsitektur elektroda dikembangkan, yaitu Pt NW/C, di mana Pt nanowire ditumbuhkan di atas karbon sebagai serbuk kemudian dideposisikan ke gas diffusion layer (GDL), serta Pt NW/GDL-C, di mana karbon terlebih dahulu dilapiskan pada GDL sebelum Pt nanowire ditumbuhkan secara in situ di atasnya. Kedua konfigurasi ini kemudian dibandingkan dengan katalis Pt/C komersial sebagai acuan performa.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa arsitektur elektroda dan pengaturan carbon interlayer berpengaruh signifikan terhadap performa ORR, terutama ketika diaplikasikan pada media elektrolit yang berbeda. Pada kondisi alkalin, konfigurasi Pt NW/C menunjukkan performa yang lebih unggul, sementara pada kondisi asam, konfigurasi Pt NW/GDL-C memberikan hasil terbaik. PtNW/GDL-C mencapai sekitar 3 kali lipat dari Pt/C di media asam (acidic), sedangn PtNW/C hampir 2 kali lipat dibandingkan Pt/C di media basa (alkalone)
Kontribusi Ilmiah dan Implikasi Teknologi
Temuan ini memberikan kontribusi penting dalam pengembangan desain katoda fuel cell. Selain menegaskan keunggulan morfologi Pt nanowire dalam meningkatkan aktivitas intrinsik dan durabilitas katalis, penelitian ini juga menunjukkan bahwa pengaturan arsitektur elektroda berpengaruh langsung terhadap transport massa, perkolasi elektron dan ion, serta distribusi oksigen dan air di dalam elektroda.
Lebih lanjut, hasil riset ini menjadi dasar dalam merumuskan panduan desain katoda spesifik untuk PEMFC dan AEMFC, serta membuka peluang pengembangan elektroda minim Pt bahkan bebas PGM (Platinum Group Metals) melalui optimalisasi carbon interlayer dan arsitektur elektroda.
Peran Pembimbing dan Kolaborasi Riset
Keberhasilan penelitian ini tidak terlepas dari peran Ibu Elok Fidiani, Ph.D, selaku dosen pembimbing, yang secara konsisten memberikan arahan akademik mulai dari tahap perumusan ide, penyusunan metodologi, pengolahan data, hingga penarikan kesimpulan ilmiah. Bimbingan yang intensif dan sistematis menjadi fondasi utama dalam menjaga kualitas riset dan publikasi.
Selain itu, kolaborasi dengan para peneliti di BRIN juga berperan penting dalam kelancaran eksperimen, pengambilan data, serta pengembangan inovasi selama penelitian berlangsung. Sinergi antara universitas dan lembaga riset nasional ini menunjukkan kuatnya ekosistem riset kolaboratif yang mendukung lahirnya publikasi bereputasi internasional.
Pengalaman Riset dan Inspirasi bagi Mahasiswa
Bagi Elroy dan Rich, penelitian ini merupakan pengalaman berharga untuk terjun langsung ke dunia riset profesional. Beradaptasi dengan lingkungan laboratorium baru, sistem kerja yang berbeda, serta tantangan eksperimen yang tidak selalu berjalan sesuai teori menjadi bagian dari proses pembelajaran yang krusial. Pengalaman ini menumbuhkan kemampuan problem solving, perencanaan riset jangka panjang, serta ketangguhan mental dalam menghadapi dinamika penelitian.
Melalui capaian ini, Elroy dan Rich berharap dapat menginspirasi mahasiswa dan alumni lainnya untuk tidak ragu terjun ke dunia riset dan publikasi ilmiah. Dengan rasa ingin tahu yang tinggi, ketekunan, dan keberanian keluar dari zona nyaman, penelitian bukan hanya menjadi sarana akademik, tetapi juga kontribusi nyata bagi kemajuan teknologi dan masa depan energi berkelanjutan.