Pergantian elektron antar molekul

Perkembangan baterai organik jenis baru sekarang memiliki masa depan lebih cerah.

Baterai organik adalah alat penyimpan energi kelas ringan yang bekerja tanpa perlu logam berat beracun. Para ilmuan baru saja menemukan cara baru memainkan elektron ke sana kemari antara dua molekul.

Penelitian ini juga langkah yang perlu untuk menciptakan fotosintesis buatan, dimana bahan bakar bisa langsung dibuat dari matahari, mirip yang dilakukan oleh tumbuhan.

Kimiawan Universitas Texas di Austin, Christopher Bielawski dan Jonathan Sessler memimpin penelitiannya. Laporan mereka diterbitkan di jurnal ilmiah Science.

Ini adalah ilustrasi sebuah perangkat rakitan molekul. Molekul-molekul ini bertemu, bertukar elektron dan kemudian pecah karena adanya ion klorida (bola hijau). Bila ion klorida ini dibuang, seluruh proses dapat berbalik. (Credit: Jung Su Park.)

Saat dua molekul bertemu, mereka sering membentuk senyawa baru dengan bertukar elektron. Dalam beberapa kasus, proses transfer elektron menjadikan satu molekul dengan muatan positif dan satu molekul dengan muatan negatif. Molekul dengan muatan berlawanan saling tarik satu sama lain dan dapat berkombinasi membentuk sesuatu yang baru.

Dalam penelitian mereka, para kimiawan membuat dua molekul yang dapat bertemu dan bertukar elektron namun tidak bersatu membentuk senyawa baru.

“Molekul-molekul ini dibebani pegas sehingga saling pisah setelah berinteraksi satu sama lain,” kata Bielawski, yang merupakan seorang profesor kimia. “Setelah transfer elektron terjadi, dua molekul bermuatan positif terbentuk yang saling tolak satu sama lain, sama seperti magnet yang diposisikan sedemikian rupa sehingga akan tolak menolak. Kami juga menginstall sebuah saklar kimia yang memungkinkan proses transfer elektron terjadi dalam arah berlawanan.”

Sessler menambahkan, “Ini pertama kalinya penyetelan aliran elektron maju mundur dapat dicapai lewat proses pensaklaran pada tingkat molekul.” Sessler adalah seorang profesor tamu di Universitas Yonsei.

Menurut Bielawski sistem ini memberikan petunjuk penting untuk membuat baterai organik yang efisien. Ia mengatakan kalau memahami proses transfer elektron dalam molekul ini memberi jalan merancang bahan organik untuk menyimpan energi listrik yang kemudian dapat ditarik untuk digunakan nanti.

“Saya senang bila iPhone saya lebih tipis dan ringan, dan baterainya bisa tahan sebulan atau satu minggu ketimbang hanya sehari,” kata Bielawski. “Dengan baterai organik, hal ini mungkin. Kami sekarang mencoba mempelajari kimia dasar yang diperlukan agar mimpi ini jadi kenyataan komersial.”

Langkah selanjutnya, menurut beliau adalah menunjukkan proses ini dapat terjadi dalam fase terkondensasi, seperti dalam sebuah film, bukannya dalam larutan.

Baterai organik terbuat dari material organik bukannya logam berat. Mereka ringan, dapat dibentuk menjadi apa saja, memiliki potensi untuk menyimpan lebih banyak energi daripada baterai biasa dan dapat lebih aman dan lebih murah.

Prototipe Baterai Organik

Saklar molekuler dapat pula menjadi langkah awal menuju pengembangan teknologi yang meniru kemampuan tanaman memanen cahaya dan mengubahnya menjadi energi. Dengan teknologi demikian, bahan bakar dapat dibuat langsung dari matahari, bukannya lewat mediator tanaman, seperti jagung.

“Saya bersemangat melihat prospek dari saklar molekul transfer elektron dimana ia bisa dikembangkan menjadi alat fotosintesis buatan yang maju,” kata Sessler. “Mewujudkan mimpi ini akan menjadi langkah besar bagi sains.”

Bielawski dan Sessler menghargai mahasiswa pasca sarjana Jung Su Park atas penelitiannya yang detail dalam menumbuhkan kristal dari kedua molekul. Pendamping lain dalam penelitian ini adalah mahasiswa pascasarjana Elizabeth Karnas dari Universitas Texas di Austin, profesor Shunichi Fukuzumi dari Universitas Osaka dan Profesor Karl Kadish dari Universitas Houston.

Sumber:

http://www.faktailmiah.com/2010/09/16/pergantian-elektron-antar-molekul.html