Sebuah penelitian oleh Universitas Chiba di Jepang telah membawa terobosan untuk produksi hidrogen skala besar dari air. Para ilmuwan menemukan bahwa memodifikasi katoda platinum dengan basa purin alami (seperti kafein dan teofilin) dapat meningkatkan aktivitas reaksi evolusi hidrogen (HER) lebih dari empat kali lipat, sekaligus mengurangi penggunaan platinum secara signifikan dalam elektroliser, berkontribusi pada penurunan biaya hidrogen hijau.
Saat ini, produksi hidrogen dari air menghadapi tantangan ekonomi karena tingginya biaya elektroliser, dengan harga mencapai $2,000–2,600 per kW pada tahun 2024. Departemen Energi AS (DOE) telah menetapkan target untuk mengurangi biaya hidrogen hijau menjadi $2 per kg pada tahun 2025 dan $1 per kg pada tahun 2030. Penelitian yang dipimpin oleh Dr. Kensuke Tanaka dan Profesor Masashi Nakamura dari Sekolah Pascasarjana Teknik Universitas Chiba ini diterbitkan secara daring pada 4 September 2025, dan muncul dalam International Journal of Hydrogen Energy, Volume 172, pada 26 September.
PrinsipTeknisnyaterletak pada: selama elektrolisis, ion hidrogen (H⁺) harus terlebih dahulu teradsorpsi ke katalis; dalam media alkali, memutuskan ikatan O–H air oleh katalis meningkatkan konsumsi energi. Namun, turunan purin (seperti kafein, xantin, purin, teofilin, dan teobromin) dapat mendorong adsorpsi hidrogen dan mempercepat reaksi bahkan dalam kondisi alkali. Di antaranya, purin dan teofilin meningkatkan aktivitas HER masing-masing sebesar 4,2 kali dan 5 kali. Analisis struktural mengungkapkan bahwa molekul purin membentuk jaringan ikatan hidrogen seperti sangkar dengan air di sekitarnya, yang memfasilitasi penghilangan OH⁻ dan menurunkan penghalang energi untuk HER.
Profesor Masashi Nakamura menekankan bahwa kelangkaan platinum membatasi skalabilitas teknologi elektrolisis air dan sel bahan bakar;mengurangi muatan platinum adalah kuncinya. Metode ini menggunakan bahan yang melimpah secara alami, menggabungkan skalabilitas dan perlindungan lingkungan, yang dapat menurunkan biaya produksi hidrogen sekaligus meningkatkan efisiensi konversi energi sistem produksi hidrogen. Hal ini memiliki penting signifikan untuk mencapai netralitas karbon melalui elektrolisis air yang ditenagai oleh energi terbarukan.
