Dosen UGM Kembangkan Nanosilika dari Limbah Panas Bumi Sebuah Terobosan Teknologi Di Dunia Pertanian

Yogyakarta, SUARA PEMBARUAN – Sebuah inovasi teknologi di dunia pertanian yaitu silika,  endapan mineral fluida panas bumi yang biasanya menjadi tantangan dalam operasi pembangkit geothermal di tangan para peneliti Universitas Gadjah Mada (UGM) berhasil ditransformasi menjadi nanosilika—material mutakhir yang membawa angin segar bagi sektor pertanian dan teknologi Indonesia Dengan potensi energi panas bumi sebesar 23.965,5 Megawatt (MW) atau sekitar 40% dari potensi dunia, tidak hanya menyimpan kekuatan untuk pembangkit listrik ramah lingkungan juga berlimpahnya endapan Silika sebagai bawaannya.

Inovator di balik terobosan ini adalah Prof. Dr. Eng. Himawan Tri Bayu Murti Petrus, S.T., M.Eng., seorang guru besar di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik UGM. Prestasinya baru-baru ini diakui secara internasional dengan meraih penghargaan Best Innovation pada The Hitachi Global Foundation Asia Innovation Awards 2025. Prof. Himawan, yang konsisten meneliti pemanfaatan limbah geothermal sejak 2013, memimpin pengembangan material ini melalui pendekatan rekayasa proses dan material yang presisi.

Nanosilika yang dikembangkan bukanlah silika biasa. Melalui serangkaian rekayasa material dan pengendalian proses bertahap, silika geothermal (SiO₂) diolah menjadi partikel dengan ukuran skala nanometer (1-100 nanometer). Pada ukuran ini, material menunjukkan sifat-sifat unik yang tidak dimiliki pada skala makro. "Proses yang kami kembangkan bertujuan untuk menghasilkan nanosilika dengan karakteristik unggul, kemurnian tinggi, stabil, dan konsisten dalam ukuran serta morfologi partikel. Ini kunci agar aplikasinya efektif dan dapat direplikasi," jelas Prof. Himawan dalam wawancara, Senin (26/1).

Keunggulan utama nanosilika terletak pada luas permukaan yang sangat besar dan bioavailabilitas (ketersediaan-hayat) yang tinggi bagi tanaman. Ukurannya yang ultra-kecil memungkinkannya diserap dengan lebih mudah oleh jaringan tanaman.

Dalam pertanian, nanosilika berfungsi sebagai penguat tanaman (biostimulan) dan peningkat kesehatan tanah. Mekanisme kerjanya terbukti Memperkuat Struktur Tanaman, Meningkatkan Efisiensi Nutrisi, Sebagai Pembawa (Carrier) yang Efisien.

Yang membedakan inovasi ini adalah pendekatan formulasi sinergis. Nanosilika tidak bekerja sendiri. Tim peneliti mengombinasikannya dengan bahan organik seperti asam humat dan mikronutrien seperti boron dalam satu formulasi terpadu.

"Kami menerapkan pendekatan total extraction dan perbaikan kesehatan tanah menyeluruh. Jadi, ini bukan hanya tentang nanosilika, tetapi sinergi seluruh komponen untuk memastikan tanah sehat dan tanaman tumbuh optimal," tegas Prof. Himawan.

Hasil uji coba lapangan (demplot) menunjukkan peningkatan produktivitas yang signifikan, mencapai 30-50% pada komoditas seperti padi, jagung, alpukat, pepaya, dan anggur. Efisiensi penggunaan juga sangat tinggi, dengan dosis hanya 1-2 kilogram per hektar, jauh lebih rendah dibandingkan pupuk konvensional.

Potensi nanosilika geothermal melampaui sektor pertanian. Prof. Himawan dan timnya mengembangkannya untuk aplikasi berkelanjutan lainnya:

- Teknologi Pendinginan: Dikombinasikan dengan hidrogel, nanosilika mampu meningkatkan kapasitas penyerapan air hidrogel hingga 3-5 kali lipat. Komposit ini diaplikasikan untuk sistem pendingin pasif pada pusat data dan baterai, meningkatkan efisiensi energi.

- Material Penyerap Uap Air: Dikembangkan untuk ekstraksi air dari udara, khususnya di daerah kering.

- Aplikasi Masa Depan: Riset lanjutan diarahkan pada pengembangan biosensor dan biomaterial untuk mendukung teknologi hijau dan sistem cerdas.

Meski menjanjikan, tantangan utama terletak pada proses hilirisasi — membawa temuan lab ke skala industri dan komersialisasi luas. "Tantangannya tidak hanya pada hilirisasi satu produk, tetapi bagaimana memperluas spektrum produk turunan dari nanosilika ini. Dengan begitu, kita dapat menciptakan ekonomi sirkular yang nyata dan rantai nilai yang berkelanjutan," papar Prof. Himawan. Kolaborasi dengan NTU Singapore, Swinburne University, Kyushu University, dan University of the Philippines telah memperkaya pendekatan penelitian dengan pertukaran pengetahuan lintas disiplin. Jejaring internasional ini memperkuat fondasi menuju implementasi yang luas.

Sebagai penutup, Prof. Himawan menekankan filosofi dibalik risetnya: "Sebagai peneliti, kami berharap hasil penelitian tidak berhenti pada jurnal, publikasi, atau paten. Inovasi harus benar-benar memberikan manfaat dan dampak nyata yang dapat dirasakan langsung oleh masyarakat dan industri." Inovasi nanosilika dari panas bumi ini adalah bukti nyata bagaimana limbah industri dapat diubah menjadi solusi berkelanjutan untuk ketahanan pangan dan transisi energi, membawa nama Indonesia ke peta inovasi material hijau global.