YOGYAKARTA – Harapan baru bagi masa depan pertanian berkelanjutan kini mulai menemukan jalannya.
Di tengah tingginya kebutuhan pupuk nitrogen global dan tekanan terhadap lingkungan, inovasi dari Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) menghadirkan terobosan yang tidak hanya efisien, tetapi juga ramah lingkungan.
Amonia, sebagai komponen utama pupuk nitrogen, selama ini diproduksi melalui proses Haber–Bosch—metode konvensional yang membutuhkan suhu dan tekanan ekstrem serta konsumsi energi besar. Dampaknya, proses ini turut menyumbang emisi karbon dalam jumlah signifikan.
Menjawab tantangan tersebut, Deni Swantomo, dosen sekaligus peneliti dari Politeknik Teknologi Nuklir Indonesia (Poltek Nuklir) BRIN, mengembangkan pendekatan inovatif berbasis teknologi plasma. Melalui metode Dielectric Barrier Discharge (DBD), timnya berhasil memproduksi amonia langsung dari air dan gas nitrogen—tanpa kondisi ekstrem dan tanpa tambahan gas hidrogen.
Penelitian berjudul Ammonia Production from Water and Nitrogen Gas Using Simple Dielectric Barrier Discharge Plasma Reactor ini menggunakan reaktor plasma dengan konfigurasi elektroda jarum ke pelat (needle-to-plate).
Berbeda dengan metode konvensional, sistem ini mampu beroperasi pada suhu dan tekanan ruang, menjadikannya jauh lebih sederhana dan hemat energi.
Dalam prosesnya, gas nitrogen yang dialirkan dan diberi energi listrik akan membentuk plasma, menghasilkan spesies nitrogen reaktif. Plasma ini kemudian berinteraksi dengan air, memecah molekulnya menjadi radikal hidrogen dan hidroksil. Dari sinilah, atom nitrogen dan hidrogen bereaksi membentuk amonia.
Hasil penelitian menunjukkan performa optimal pada laju aliran nitrogen 1,4 liter per menit, daya 75 watt, jarak elektroda 1 sentimeter, serta penggunaan air deionisasi dengan pH sekitar 5. Dalam kondisi tersebut, konsentrasi amonia mencapai 19,7 ppm hanya dalam waktu 30 menit.
Menariknya, penggunaan air dengan tingkat kemurnian tinggi terbukti meningkatkan produksi amonia dibandingkan air keran. Kandungan mineral dalam air biasa justru memicu reaksi samping yang menghambat pembentukan amonia.
Sementara itu, paparan sinar ultraviolet (UV) ditemukan menurunkan hasil karena mempercepat dekomposisi amonia yang sudah terbentuk.
“Pendekatan ini membuka peluang besar bagi pengembangan teknologi pupuk yang lebih bersih dan hemat energi. Sistemnya sederhana, tidak memerlukan katalis mahal, dan dapat beroperasi dalam kondisi normal,” jelas Deni, Selasa (7/4/2026).
Meski saat ini masih berada pada skala laboratorium dan belum mampu menyaingi kapasitas industri, inovasi ini menjadi langkah penting menuju transformasi produksi pupuk global yang lebih berkelanjutan.
Ke depan, teknologi plasma ini diharapkan dapat dikembangkan lebih lanjut sebagai solusi nyata dalam mendukung ketahanan pangan dunia—menghadirkan pupuk yang tidak hanya menyuburkan tanah, tetapi juga menjaga bumi tetap lestari.
Penelitian ini merupakan hasil kolaborasi internasional bersama peneliti dari Research Unit on Plasma Technology for High-Performance Materials Development, Chulalongkorn University, serta Thailand Institute of Nuclear Technology. (TR Network)
Komentar