Dosen TRE Raih Gelar Doktor dari The University of Osaka melalui Riset Katalis Ramah Lingkungan untuk Pengendalian Emisi Kendaraan

Program Studi Teknologi Rekayasa Elektro (TRE), Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada (UGM) kembali menorehkan prestasi di tingkat internasional. Salah satu dosennya, Muhammad Rifqi Al Fauzan,  berhasil meraih gelar Doctor of Engineering (Ph.D.) dari The University of Osaka, Jepang, setelah menyelesaikan penelitian di bidang katalisis komputasi untuk pengendalian emisi gas buang kendaraan bermotor.

Pendidikan doktor ditempuh di Department of Precision Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Osaka. Disertasi yang dibuat membahas mekanisme reduksi nitrogen oksida (NOx) menggunakan katalis berbasis tembaga (Cu) melalui pendekatan Density Functional Theory (DFT) dan microkinetic modeling.

Nitrogen oksida (NOx) merupakan salah satu polutan utama yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor dan berkontribusi terhadap pencemaran udara serta berbagai permasalahan lingkungan. Salah satu tantangan terbesar dalam teknologi pengendalian emisi adalah meningkatkan efisiensi katalis pada kondisi cold-start, yaitu fase awal ketika mesin kendaraan baru dinyalakan dan suhu katalis masih rendah. Melalui simulasi atomistik dan pemodelan kinetika reaksi, penelitian ini berhasil mengungkap mekanisme reduksi NO pada berbagai permukaan katalis tembaga hingga skala nanopartikel. Hasil penelitian tersebut memberikan pemahaman fundamental mengenai hubungan antara struktur permukaan katalis dengan aktivitas reaksinya, sekaligus membuka peluang pengembangan katalis berbasis logam yang lebih ekonomis dibandingkan logam mulia seperti rhodium.

Selama menempuh studi doktoral, telah dihasilkan enam publikasi ilmiah pada jurnal nasional dan internasional bereputasi yang membahas katalisis heterogen, simulasi berbasis first-principles, serta material maju. Publikasi tersebut meliputi:

1. A First-Principles Microkinetic Investigation of NO Reduction Reaction by CO on a Multifaceted Cu Catalyst (ACS Catalysis, 2026).
2. Energy-resolved Desorption Dynamics of N₂O from NO Dimer Decomposition on Cu(100) (Adsorption, 2025).
3. Coverage-dependent Adsorption of Nitric Oxide (NO) on Cu(100) Surface: A DFT Investigation with van der Waals Force (Results in Surfaces and Interfaces, 2025).
4. First-principles Microkinetic Study of NO Reduction on Cu Catalysts (The Journal of Physical Chemistry C, 2023).
5. A Flat-lying Dimer as a Key Intermediate in NO Reduction on Cu(100) (Physical Chemistry Chemical Physics, 2021).
6. Adsorption of Toxic Heavy Metal Methylmercury (MeHg) on Germanene in Aqueous Environment: A First-Principles Study (Indonesian Journal of Chemistry, 2021).

Selain menghasilkan publikasi ilmiah, penelitian tersebut juga memperkuat kolaborasi internasional antara Universitas Gadjah Mada dan The University of Osaka. Pengalaman riset yang diperoleh selama studi doktoral diharapkan dapat memperkaya kegiatan pendidikan, penelitian, dan pengabdian kepada masyarakat di Program Studi Teknologi Rekayasa Elektro, sekaligus membuka peluang kerja sama penelitian yang lebih luas dengan berbagai institusi di dalam maupun luar negeri.

Ke depan, penelitian di bidang pemodelan material berbasis komputasi, katalisis, energi, dan teknologi elektro berkelanjutan akan terus dikembangkan untuk mendukung inovasi yang memberikan manfaat bagi masyarakat. Hasil penelitian yang telah dicapai diharapkan tidak hanya berkontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, tetapi juga menjadi landasan bagi pengembangan teknologi pengendalian emisi yang lebih efisien, ekonomis, dan ramah lingkungan.G

Pencapaian ini sejalan dengan komitmen Universitas Gadjah Mada dalam mendukung Sustainable Development Goals (SDGs). Melalui peningkatan kapasitas dosen dan penguatan budaya riset internasional, keberhasilan ini berkontribusi terhadap SDG 4 (Quality Education). Penelitian mengenai pengembangan katalis berbasis tembaga menggunakan pendekatan komputasi atomistik juga mendukung SDG 9 (Industry, Innovation and Infrastructure) melalui pengembangan inovasi material dan teknologi yang lebih berkelanjutan. Lebih jauh, hasil penelitian yang berfokus pada pengurangan emisi nitrogen oksida dari kendaraan bermotor diharapkan dapat mendukung terciptanya kualitas udara yang lebih baik sehingga berkontribusi terhadap SDG 11 (Sustainable Cities and Communities) serta SDG 13 (Climate Action) melalui upaya mitigasi pencemaran udara dan perubahan iklim.