Para ilmuwan di Universitas Yale dan Universitas Missouri telah menciptakan katalis baru menggunakan mangan yang melimpah untuk mengubah karbon dioksida secara efisien menjadi format, pembawa hidrogen potensial untuk sel bahan bakar. Alternatif berbiaya rendah ini mengungguli banyak katalis logam mulia mahal dalam umur dan efektivitas. Terobosan ini, yang diterbitkan di jurnal Chem, bertujuan mendukung produksi energi lebih bersih dengan memanfaatkan gas rumah kaca.
Sebuah tim peneliti telah memperkenalkan katalis berbasis mangan yang dirancang ulang yang mengubah karbon dioksida menjadi format, menawarkan jalur berkelanjutan untuk penyimpanan hidrogen untuk sel bahan bakar. Mangan, yang tersedia secara luas dan murah, berfungsi sebagai pengganti menarik untuk logam mulia langka yang biasanya digunakan dalam reaksi tersebut. Studi tersebut, yang dipimpin oleh peneliti pascadoktor Yale Justin Wedal dan asisten peneliti sarjana Universitas Missouri Kyler Virtue, dengan penulis senior Nilay Hazari dari Yale dan Wesley Bernskoetter dari Universitas Missouri, diterbitkan di Chem. Kontributor tambahan termasuk peneliti Yale Brandon Mercado dan Nicole Piekut. Pendanaan berasal dari Kantor Ilmu Departemen Energi AS. Sel bahan bakar hidrogen menghasilkan listrik dari energi kimia hidrogen, tetapi tantangan dalam produksi dan penyimpanan telah menghambat penggunaan luas. Format, yang berasal dari asam format—yang sudah diproduksi secara industri untuk kegunaan seperti pengawetan dan penyamakan kulit—dapat mengatasi ini dengan berfungsi sebagai sumber hidrogen. Saat ini, produksi format bergantung pada bahan bakar fosil, membatasi manfaat lingkungannya. Pendekatan baru ini menggunakan karbon dioksida atmosfer langsung, berpotensi mengurangi emisi gas rumah kaca sambil menghasilkan produk berharga. Hambatan utama dalam konversi CO2-ke-format adalah daya tahan katalis. Katalis logam mulia efektif tetapi mahal dan kadang toksik, sementara logam murah cepat rusak. Inovasi tim melibatkan modifikasi struktur ligan katalis dengan menambahkan atom donor ekstra, yang menstabilkan kompleks mangan dan memperpanjang umur operasionalnya. «Pemanfaatan karbon dioksida adalah prioritas saat ini, saat kami mencari bahan baku kimia terbarukan untuk menggantikan bahan baku dari bahan bakar fosil», kata Hazari, Profesor Kimia John Randolph Huffman Yale dan ketua departemen kimia. Wedal menambahkan, «Saya senang melihat desain ligan membuahkan hasil dengan cara yang begitu bermakna». Kompleks mangan dengan ligan pincer hemilabil ini meningkatkan produktivitas dan stabilitas untuk hidrogenasi CO2, seperti yang dirinci dalam referensi jurnal: Chem, 2026; 102833, DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102833. Para peneliti menyarankan prinsip desain dapat meningkatkan proses katalitik lainnya, memperluas aplikasi dalam kimia bersih.