Energi Hidrogen dan Fuel Cell sebagai Pengganti BBM Masa Kini

Hidrogen adalah unsur paling sederhana dan ketersediaannya sangat melimpah di alam semesta[1]. Meskipun ketersediaannya di alam sangat melimpah, hidrogen tidak bisa didapatkan secara alami sebagai gas di bumi, namun harus dikombinasikan dengan elemen lainnya, misalnya kombinasi hidrogen dan oksigen yang membentuk air (H2O). Selain itu, hidrogen juga dapat ditemukan dalam banyak senyawa organik, terutama hidrokarbon yang dapat membentuk bahan bakar kita seperti bensin, gas alam, dan metanol. Hidrogen dapat dipisahkan dari air menjadi komponen-komponen oksigen dan hidrogen dengan menggunakan arus listrik atau dikenal dengan proses elektrolisis.

Molekul hidrogen yang telah terlepas dari air dapat menghasilkan energi. Energi tersebut akan ditangkap oleh mesin pembakaran atau perangkat yang disebut Fuel Cell. Dalam Fuel Cell, energi hidrogen dapat diubah menjadi energi listrik dengan tingkat efisiensi yang tinggi[2]. Fuel Cell merupakan teknologi yang menjanjikan untuk digunakan sebagai sumber listrik untuk perumahan, dan sebagai sumber tenaga listrik untuk mendorong atau menjalankan kendaraan.  

         

Hidrogen fuel cell dianggap sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan, hal ini disebabkan hasil pembakaran hidrogen tidak menimbulkan emisi karbon dioksida (zero emittion). Memiliki kadar polusi sangat rendah jika dibandingkan dengan bahan bakar minyak yang sering kita gunakan. Hidrogen memiliki potensi untuk menjalankan mesin fuel cell dengan efisiensi yang lebih besar melalui mesin pembakaran internal. Bila dibandingkan dengan bensin yang saat ini digunakan oleh masyarakat dengan jumlah yang sama ketika dimasukkan kedalam tangki mobil, hidrogen memiliki volume dua kali lebih banyak dari mobil dengan bahan bakar bensin (cair). Hal ini disebabkan karena hidrogen (gas) volume dalam tangki dapat dimampatkan sehingga dapat menghasilkan tekanan serta energi yang lebih besar untuk menghasilkan tenaga listrik pada mobil, sedangkan pada mobil dengan bahan bakar bensin (cair) volume pada tangki tidak dapat dimampatkan seperti hidrogen.

Dari potensi yang dimiliki dan keberadaannya dialam sangat melimpah, menjadikan hidrogen fuel cell sebagai salah satu sumber energi terbarukan (renewable energy) selain sel surya, tenaga angin, tenaga air, tenaga uap dan lain sebagainya. Kemampuannya dalam memperbarui dan menghasilkan energi, membuat sumber energi ini menjadi sumber energi yang tidak akan pernah habis dibandingkan dengan bahan bakar yang berasal dari fosil ataupun minyak bumi, sehingga hidrogen fuel cell dapat menjadi solusi permasalahan minyak bumi dunia yang semakin langka dan mahal.

Saat ini, salah satu merk kendaraan ternama milik negara bunga sakura (Jepang) yaitu Toyota, telah berhasil mengaplikasikan sebuah kendaraan dengan menggunakan bahan bakar hidrogen[3]. Toyota memproduksi kendaraan roda empat yang bernama “Mirai Fuel Cell Vehicle“. Mereka menerangkan bahwa reaksi hidrogen dengan oksigen menghasilkan energi, berikut adalah mekanismenya:

– Semua bermula dari hidrogen : ketika hidrogen dipompa dan masuk kedalam kendaraan, gas hidrogen akan berjalan menuju tempat penyimpanan yaitu tangki bahan bakar yang dibuat dengan bahan ringan namun sangat kuat yakni serat karbon.

– Udara datang : FCV (Fuel Cell Vehicle) mengirimkan udara dari luar kedalam fuel cell

– Membuat tenaga listrik : gas hidrogen yang bergerak dari tangki ke fuel cell, mengalami reaksi kimia yang melibatkan oksigen di udara sehingga dapat menghasilkan tenaga listrik untuk menggerakkan kendaraan

– Ketika meletakkan kaki pada pedal gas, listrik yang tersimpan dalam fuel cell dikirimkan ke motor (mesin)

– Akhirnya, dari semua proses yang telah dilewati menghasilkan produk samping yaitu tenaga listrik itu sendiri.

Berikut adalah tampilan mobilnya. Keren banget ya?

 

Daftar Pustaka :

[1] Energy,Gov. 2018. Hydrogen and Fuel Cell Technology Basics. US Departement of Energy. (https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-and-fuel-cell-technology-basics)

[2] NASA. 2018. Hydrogen Energy. Renewable Energy World. (https://www.renewableenergyworld.com/hydrogen/tech.html)

[3] Toyota. 2018. Mirai Fuel Cell. Toyota (https://ssl.toyota.com/mirai/fcv.html)