Energi Hidrogen Sebagai Energi Alternatif
Muhammad Anwar Rahmanto
Jurusan Teknik Elektro Polines
Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA
Intisari
Salah satu bentuk energi terbarukan yang dewasa ini menjadi
perhatian besar pada banyak negara, terutama di negara maju
adalah hidrogen.
Hidrogen diproyeksikan oleh banyak negara akan menjadi
bahan bakar masa depan yang lebih ramah lingkungan dan lebih
efisien. Daya hidrogen terutama dalan bentuk sel bahan bakar
hidrogen (hydrogen fuel cells) menjanjikan penggunaan bahan
bakar yang tidak terbatas dan tidak polusi, sehingga
menyebabkan ketertarikan banyak perusahaan energi
terkemuka di dunia, industry otomotif maupun pemerintahan
Hasilnya antara lain energi yang bebas polusi (emisi yang
dihasilkan hanya air), tidak berisik, dan beroperasi pada
efisiensi yang lebih tinggi daripada mesin \ pembakaran internal
ketika bahan bakar mulai dikonversi menjadi listrik.
Keywords— Hidrogen sebagai energi alternatif masa depan,
Hidorgen.
I. PENDAHULUAN
Energi menjadi komponen penting bagi kelangsungan
hidup manusia karena hampir semua aktivitas kehidupan
manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi yang
cukup. Dewasa ini dan beberapa tahun ke depan, manusia
masih akan tergantung pada sumber energi fosil karena
sumber energi fosil inilah yang mampu memenuhi kebutuhan
energi manusia dalam skala besar. Sedangkan sumber energi
alternatif /terbarukan belum dapat memenuhi kebutuhan
energi manusia dalam skala besar karena fluktuasi potensi dan
tingkat keekonomian yang belum bisa bersaing dengan energi
konvensional.
Di lain pihak, manusia dihadapkan pada situasi menipisnya
cadangan sumber energy fosil dan meningkatnya kerusakan
lingkungan akibat penggunaan energi fosil. Melihat kondisi
tersebut maka saat ini sangat diperlukan penelitian yang
intensif untuk mencari, mengoptimalkan dan menggunakan
sumber energi alternatif / terbarukan. Hasil penelitian tersebut
diharapkan mampu mengatasi beberapa permasalahan yang
berkaitan dengan penggunaan energi fosil. Salah satu bentuk
energi terbarukan yang dewasa ini menjadi perhatian besar
pada banyak negara, terutama di negara maju adalah hidrogen.
Hidrogen diproyeksikan oleh banyak negara akan menjadi
bahan bakar masa depan yang lebih ramah lingkungan dan
lebih efisien. Dimana suplai energi yang dihasilkan sangat
bersih karena hanya menghasilkan uap air sebagai emisi
selama berlangsungnya proses. Daya hidrogen terutama dalan
bentuk sel bahan bakar hidrogen (hydrogen fuel cells)
menjanjikan penggunaan bahan bakar yang tidak terbatas dan
tidak polusi, sehingga menyebabkan ketertarikan banyak
perusahaan energi terkemuka di dunia, industry otomotif
maupun pemerintahan. Teknologi sel bahan bakar ini dengan
begitu banyak keuntungan yang dijanjikan menimbulkan
gagasan "hydrogen economy" dimana hidrogen dijadikan
sebagai bentuk energi utama yang dikembangkan.
II. ISI
A. Hidrogen
Hidrogen (bahasa latin: hydrogenium, dari bahasa yunani:
hydro: air, genes: membentuk) adalah unsur kimia pada tabel
periodik yang memiliki simbol h dan nomor atom 1. Pada
suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak
berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan
merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan
massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di
dunia. Hidrogen juga adalah unsur paling melimpah dengan
persentase kira-kira 75% dari total massa unsur alam semesta.
Kebanyakan bintang dibentuk oleh hidrogen dalam keadaan
plasma. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai
secara alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri
dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana. Hidrogen
juga dapat dihasilkan dari air melalui proses elektrolisis,
namun proses ini secara komersial lebih mahal daripada
produksi hidrogen dari gas alam.
Isotop hidrogen yang paling banyak dijumpai di alam
adalah protium, yang inti atomnya hanya mempunyai proton
tunggal dan tanpa neutron. Senyawa ionic hidrogen dapat
bermuatan positif (kation) ataupun negatif (anion). Hidrogen
dapat membentuk senyawa dengan kebanyakan unsur dan
dapat dijumpai dalam air dan senyawa-senyawa organik.
Hidrogen sangat penting dalam reaksi asam basa yang mana
banyak rekasi ini melibatkan pertukaran proton antar molekul
terlarut. Oleh karena hidrogen merupakan satu-satunya atom
netral yang persamaan schrödingernya dapat diselesaikan
secara analitik, kajian pada energetika dan ikatan atom
hidrogen memainkan peran yang sangat penting dalam
perkembangan mekanika kuantum.
Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar
pada konsentrasi serendah 4% h2 di udara bebas. Entalpi
pembakaran hidrogen adalah -286 kj/mol. Hidrogen terbakar
menurut persamaan kimia:
2 h2(g) + o2(g) → 2 h2o(l) + 572 kj (286 kj/mol)
Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai
perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api
dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °c. Lidah api
hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan
gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata
telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi
terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Kasus
meledaknya pesawat hindenburg adalah salah satu contoh
terkenal dari pembakaran hidrogen.
Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api
cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga
kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan
hidrokarbon. Dalam kasus kecelakaan hidenburg, dua pertiga
dari penumpang pesawat selamat dan kebanyakan kasus
meninggal disebabkan oleh terbakarnya bahan bakar diesel
yang bocor.
H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator
lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu
kamar dengan klorin dan fluorin, menghasilkan hidrogen
halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.
Hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam
semesta ini dengan persentase 75% dari barion berdasarkan
massa dan lebih dari 90% berdasarkan jumlah atom.
Unsur ini ditemukan dalam kelimpahan yang besar di
bintang-bintang dan planetplanet gas raksasa. Awan molekul
dari h2 diasosiasikan dengan pembentukan bintang. Hidrogen
memainkan peran penting dalam pemberian energi bintang
melalui reaksi proton-proton dan fusi nuklir daur cno.
Di seluruh alam semesta ini, hidrogen kebanyakan
ditemukan dalam keadaan atomic dan plasma yang sifatnya
berbeda dengan molekul hidrogen. Sebagai plasma, elektron
hidrogen dan proton terikat bersama, dan menghasilkan
konduktivitas elektrik yang sangat tinggi dan daya pancar
yang tinggi (menghasilkan cahaya dari matahari dan bintang
lain). Partikel yang bermuatan dipengaruhi oleh medan
magnet dan medan listrik. Sebagai contoh, dalam angin surya,
partikel-partikel ini
Berinteraksi dengan magnetosfer bumi dan mengakibatkan
arus birkeland dan fenomena aurora. Hidrogen ditemukan
dalam keadaan atom netral di medium antarbintang. Sejumlah
besar atom hidrogen netral yang ditemukan di sistem
lymanalpha teredam diperkirakan mendominasi rapatan
barionik alam semesta sampai dengan pergeseran merah z=4.
Dalam keadaan normal di bumi, unsur hidrogen berada
dalam keadaan gas diatomik, h2. Namun, gas hidrogen
sangatlah langka di atmosfer bumi (1 ppm berdasarkan
volume) oleh karena beratnya yang ringan yang menyebabkan
gas hidrogen lepas dari gravitasi bumi. Walaupun demikian,
hidrogen masih merupakan unsur paling melimpah di
permukaan bumi ini. Kebanyakan hidrogen bumi berada
dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain seperti
hidrokarbon dan air. Gas hidrogen dihasilkan oleh beberapa
jenis bakteri dan ganggang.
2. Fuel cells ( sel bahan bakar )
Di zaman modern seperti sekarang ini, listrik bukanlah hal
yang baru lagi bagi kita. Energi multifungsi ini sangat
berperan besar dalam kehidupan. Terutama untuk manusia.
Bahkan mungkin, kita tak akan bisa hidup walau sehari tanpa
listrik. Sebaliknya, hal itu tidak berlaku pada zaman dulu,
ketika listrik belum ditemukan. Penerangan di malam hari saja,
saat itu sudah cukup dengan mengandalkan api. Beruntung,
kita hidup di zaman yang canggih seperti sekarang. Segala alat,
sarana, dan prasarana penunjang dan pemanja hidup sudah
lengkap tersedia. Tentu kita masih ingat bagaimana evolusi
energi listrik terjadi hingga seperti sekarang. Salah satu
tahapnya adalah penggunaan accumulator atau yang biasa kita
sebut sebagai accu atau aki. Alat penghasil listrik ini dulu
sering kita jumpai sebagai penghidup televisi.
Seorang berkebangsaan inggris yang bernama sir william
robert grove, manusia pertama pembuat alat sederhana yang
belakangan disebut sebagai fuel cell. Seorang hakim
pengadilan, penemu, dan ahli fisika lahir tanggal 11 juli 1811
di swansea, south wales dan meninggal di london pada tanggal
1 agustus 1896. Setelah menyelesaikan pendidikan privatnya,
grove masuk brasenose college, oxford hingga mendapatkan
gelar b.a. Di tahun 1832. Beliau juga belajar hokum pada
lincoln inn. Kariernya dalam bidang ilmu pengetahuan
dimulai sejak dia membuat voltaic battery yang dijelaskannya
pada pertemuan the british association for the advancement of
science di tahun 1839. Fuel cell yang dibuatnya terdiri atas
elektrolit asam, keeping platina serta tabung gas oksigen dan
hidrogen, dan menggunakan prinsip reaksi balik terbentuknya
air, di mana hidrogen dan oksigen akan bereaksi dalam larutan
asam dan menghasilkan air dan listrik dengan arus sebesar 12
ampere dan tegangan 1,8 volt. Sel ini kemudian disebut
sebagai grove`s battery atau baterai grove atau sel grove.
Sejak saat itu sel groove banyak digunakan. Akan tetapi,
karena listrik yang dihasilkan sedikit dan tidak mencukupi lagi
untuk kebutuhan listrik yang semakin besar, lambat laun sel
grove mulai tergeser. Namun, sel grove tetap menjadi dasar
acuan pengembangan fuel cell selanjutnya. Temuan-temuan
fuel cell selanjutnya bermunculan. Di tahun 1889, kata fuel
cell
Pertama kali diperkenalkan oleh ludwig mond dan charles
langer yang mencoba membuat fuel cell yang dipakai untuk
industri batu bara. Walaupun sumber lain ada juga yang
mengatakan bahwa kata fuel cell pertama kali dipakai oleh
william white jaques. Jaques juga adalah peneliti pertama
yang memakai asam fosfat sebagai elektrolit.
Di tahun 1920 penelitian fuel cell di jerman membuka jalan
bagi pembuatan siklus karbonat dan fuel cell oksida padat
seperti yang ada sekarang ini. Di tahun 1932, seorang insinyur
francis t. Bacon memulai penelitian penting dalam fuel cell.
Dulunya fuel cell menggunakan elektroda platina dan asam
sulfat sebagai elektrolit di mana platina sangat mahal dan
asam sulfat sangat korosif (membuat cepat berkarat). Di sini
bacon mengembangkan katalis platina yang sangat mahal itu
dengan sel oksigen dan hidrogen yang memakai elektrolit
alkali yang tidak korosif serta elektroda yang tidak mahal.
Penelitiannya berlangsung hingga tahun 1959.
Dalam pendemonstrasian model desainnya menghasilkan
5.000 watt yang dapat menghidupkan mesin pengelas. Fuel
cell tersebut akhirnya disebut sebagai bacon cell.
Seorang insinyur allis-chalmers manufacturing company,
di bulan oktober tahun 1959 mendemonstrasikan 20 traktor
bertenaga kuda yang merupakan mesin pertama menggunakan
fuel cell.
Sebuah produsen alat elektronik terkenal di amerika,
selama tahun 1960-an memproduksi tenaga listrik berbasis
fuel cell untuk nasa sebagai tenaga pesawat ruang angkasanya
yaitu gemini dan apollo. Sistem fuel cell yang dipakai dalam
alat ini berdasar pada sel bacon. Sampai sekarang, tenaga
yang dipakai dalam pesawat ruang angkasa tetap memakai
fuel cell karena dengan fuel cell energi yang dipakai tidak
terlalu ribet seperti baterai atau tenaga nuklir yang cukup
riskan. Dalam hal penelitian teknologi fuel cell, nasa telah
mendanai lebih dari 200 riset.
Bus yang memakai teknologi fuel cell pertama kali
diluncurkan pada tahun 1993 dan untuk mobil biasa di eropa
dan amerika kini telah banyak dipakai. Sejumlah produsen
mobil mewah dan produsen mobil kelas menengah juga mulai
mengembangkan mobil yang memakai fuel cell ini, sejak
tahun 1997.
Sejak saat itu bermunculan temuan-temuan yang lebih
mutakhir tentang mobil yang bertenaga fuel cell ini. Promosi
yang dilakukan besar-besaran dengan mengedepankan ramah
dan amannya emisi yang dihasilkan kendaraan sehingga
lingkungan yang bebas polusi dan takkan mengganggu
lingkungan, kemudian juga dapat diperbaruinya bahan bakar
yang akhirnya mengurangi pemakaian bbm.
Ditambah lagi bermunculannya tempat-tempat penjualan
bahan bakar ini, seperti adanya pom-pom hidrogen. Tak hanya
itu, teknologi fuel cell yang ditemukan juga menjadi bervariasi,
seperti ditemukannya fuel cell yang lebih efisien dalam
menghasilkan gas hidrogen hingga jumlahnya semakin
berlipat. Teknologi ini bahkan melibatkan proses fermentasi
oleh mikroba yang sebelumnya sangat mustahil sekali di
dalam produksi bahan bakar.
Teknologi ini berkembang sejak tahun 2.000 yang kita
kenal sebagai mfc atau microbial fuel cell. Mfc ini selain
menghasilkan hidrogen yang banyak hingga 4 kali lipat dari
fuel cell biasa, substrat yang dipakai mikroba dalam
berfermentasi adalah limbah rumah tangga, industri ataupun
limbah pertanian yang tidak terpakai sehingga selain yang
dihasilkan adalah gas hidrogen juga didapatnya produk akhir
berupa air bersih yang tentu saja dapat dipakai untuk berbagai
macam kebutuhan.
Dan jelas hal ini bisa mengurangi sejumlah dana yang
dipakai untuk pembersihan air limbah. Walaupun memang
mfc ini belum dapat dipakai di dalam menghidupkan mobil
seperti fuel cell sebelumnya, sejumlah pakar peneliti merasa
optimistis hal itu dapat terwujud karena penelitian ke arah itu
sedang dalam pengembangan
3. Hidrogen sebagai sel bahan bakar (hydrogen fuel cells) :
sumber energy masa depan
Wikipedia (2006) menyatakan laju pertumbuhan
penggunaan hidrogen di dunia saat ini adalah 10% per tahun
dan terus meningkat. Untuk tahun 2004, produksi hydrogen
dunia mencapai 50 juta metrik ton (million metric tons-mmt)
atau setara dengan 170 juta ton minyak bumi. Diharapkan
pada tahun 2010 sampai 2020, laju penggunaan hidrogen bisa
menjadi dua kali lipat dari laju penggunaan saat ini. Industri di
usa sendiri telah menghasilkan 11 juta metrik ton hidrogen per
tahun dan nilai ini setara dengan energi termal sebesar 48 gw.
Jumlah hidrogen tersebut dihasilkan dengan proses reforming
gas alam (5% dari total kebutuhan gas alam nasional) dan
melepaskan 77 juta ton co2 per tahun (world nuclear
association, august 2007).
Diperlukan metode baru untuk menghasilkan hidrogen
tanpa melepaskan co2 ke atmosfer.
Hidrogen bukanlah sumber energi (energy source)
melainkan pembawa energy (energy carrier), artinya hidrogen
tidak tersedia bebas di alam atau dapat ditambang layaknya
sumber energi fosil. Hidrogen harus diproduksi. Produksi
hidrogen dari h2o merupakan cara utama untuk mendapatkan
hidrogen dalam skala besar, tingkat kemurnian yang tinggi
dan tidak melepaskan co2. Kendala utama metode elektrolisis
h2o konvensional saat ini adalah efisiensi total yang rendah
(~30%), umur operasional electrolyzer yang pendek dan jenis
material yang ada di pasaran masih sangat mahal. Kendala-kendala tersebut membuat hidrogen belum cukup ekonomis
untuk dapat bersaing dengan bahan bakar konvesional saat ini.
Kegunaan hydrogen fuel cells transportasi
1) Digunakan untuk bis di los angeles, chicago, vancouver
dan jerman
2) Prototipe hampir semua perusahaan otomoif di u.s dan
pasar global
3) Pembangkit tenaga
4) Digunakan di perumahan dan perkantoran
5) Digunakan dalam aplikasi kendaraan militer
Kinerja hydrogen fuel cell serupa seperti aki (accu), hanya
saja reaksi kimia penghasil tenaga listrik ini menggunakan
hidrogen dan oksigen yg bereaksi dan mengalir seperti aliran
bahan bakar melalui sebuah motor bakar. Namun tidak ada
pembakaran dalam proses pembangkit listrik ini.dengan
demikian limbah dari proses ini hanyalah air murni yang aman
untuk dibuang.
1) Hidrogen (yang ditampung dalam sebuah tabung khusus)
dialirkan melewati anoda, dan oksigen/udara dialirkan
pada katoda
2) Pada anoda dengan bantuan katalis platina pt hidrogen
dipecah menjadi bermuatan positif (ion/proton), dan
negatif (elektron)
3) Membran di tengah-tengah anoda-katoda kemudian
hanya berfungsi mengalirkan proton menyebrang ke
katoda
4) Proton yang tiba di katoda bereaksi dengan udara dan
menghasilkan air
5) Tumpukan elektron di anoda akan menjadi energi listrik
searah yang dapat menyalakan lampu.
Namun ada hal yang sangat penting yang harus dimengerti
mengenai hidrogen fue lcell ini bahwa tidak ada sumber
hidrogen di alam. Berikut beberapa metode dan pembahasan
dalam proses menghasilkan hidrogen:
Steam reforming:
Ch4(g) + h2o(g)→ co(g) + 3h2(g) + energi
Steam reforming melibatkan proses pembakaran gas alam
untuk memperoleh hidrogen. Hidrogen dapat dihasilkan oleh
pabrik yang energi utamanya masih menggunakan bahan
bakar fosil (minyak, gas ataupun batubara) . Akan tetapi co2
hasil pembakaran di industri penyedia hidrogen fuel cell
seperti di beberapa pabrik di amerika serikat dan uni-eropa
memanfaatkan reservoir bawah tanah dengan menginjeksikan
co2 kedalam pori-pori batuan. Handling co2 ini dianggap
lebih ramah lingkungan dibandingkan pembakaran pada mesin
transportasi yang dibuang bebas di udara.
Dengan demikian hydrogen fuel cell dianggap sebagai
salah satu cara untuk mempermudah mengelola co2 akibat
proses pembakaran bahan bakar fosil (minyak,gas dan
batubara). Sehingga yang harus diperhatikan adalah dimana
terdapat pabrik penghasil hidrogen ini, maka disana terdapat
penanganan co2 hasil pembakaran. Apabila terjadi kebocoran
reservoir, maka akan sama dampaknya dengan melepas
limbah co2 di alam bebas. Disinilah risiko penggunaan
hidrogen dalam aspek lingkungan. Harus selalu diingat bahwa
hidrogen tetap hanya berfungsi sebagai “distributor energi”
(energy carrier) seperti energi listrik yg ditransmisikan
melalui kabel.
Combustible fuel engine (carbon based) yang dianggap
efisien, rata-rata memiliki efisiensi dibawah 40%. Banyak
sekali panas yang hilang ketika merubah energi kimia (fuel)
menjadi energi gerak. Sehingga efisiensi energi didalam
combustible fuel engine (motor bakar) sangat rendah. Ketika
dipakai untuk menghasilkan listrik fuel (bbm) akan sangat
banyak yg dipakai. Fuel cell memiliki efisiensi yang cukup
tinggi hingga mencapai angka diatas 70%. Nah, kalau saja kita
dapat menghasilkan gas hidrogen, barulah dengan fuel cell
akan diperoleh efisiensi energi yg lebih baik.
Untuk saat ini proses pembuatan hidrogen dari minyak
bumi (energi fosil) hingga diperoleh listrik oleh fuel cell
masih memerlukan biaya yang sangat mahal, dan juga masih
mensisakan emisi karbon saat memproduksi “hydrogen fuel”
ini. Sehingga usaha untuk menghemat energi ini masih
memerlukan biaya tambahan.
Carbon monoxide (water shift gas reaction):
Co(g) + h2o(g)→ co2(g) + h2 + energi
Pada proses ini, oksigen dari molekul air distripping
(dilucuti) dan kemudian di ikat membentuk molekul
karbondioksida, dan membebaskan hydrogen.
Elektrolisis air:
2h2o(aq)→ 2h2(g) + o2(g)
Hidrogen dapat diperoleh dari proses hidrolisis dari air.
Namun, karena energi listrik dibutuhkan selama
berlangsungnya proses, sangat sedikit hidrogen yang
diproduksi menggunakan metode ini yaitu hanya sekitar 4 %.
Bahan bakar dari air sebetulnya bukan merupakan sesuatu
yang baru. Seorang berkebangsaan swiss, isaac de rivaz
(1752-1828), di tahun 1805 pernah merancang dan membuat
mesin pembakaran internal (internal combustion engine) yang
didapat dari proses penguraian (elektrolisa) air. Memang
mesin tersebut tidak sempurna. Namun demikian, pada saat itu
di mana bahan bakar fosil belum ditemukan merupakan suatu
lompatan teknologi yang luar biasa. Mulai dari sinilah evolusi
mengenai berbagai temuan tentang pemanfaatan air untuk
menjadi bahan bakar berkembang sampai pada penemuan
profesor yull brown dari sydney, australia, di tahun 1974.
Profesor brown berhasil menemukan campuran sempurna gas
hidrogen dan oksigen yang didapatinya melalui suatu proses
elektrolisa air (hidrolisa) yang tidak membutuhkan energi
listrik terlalu besar, bahkan menghasilkan daya ledakan yang
cukup besar yang dapat dimanfaatkan dalam mesin bakar.
Profesor brown kemudian menamakan campuran gas yang
eksplosif tadisebagai gas brown (brown gas).
Temuan gas brown ini dimanfaatkan lebih jauh kemudian
di dekade 90an, oleh penemu dari ohio amerika serikat
bernama stanley meyer. Meyer berhasil membuat mobil vw
buggy dengan menggunakan bahan bakar 100% dari air.
Air dalam keadaan alami banyak sekali ragam fasanya.
Yang jelas air secara alami dalam bentuk apa pun tidak dapat
dibakar. Hidrogen atau gas brown yang didapat dari
penguraian airlah yang sebetulnya dapat dimanfaatkan
menjadi bahan bakar. Apalagi gas brown merupakan
campuran dari hidrogen yang eksplosif dan oksigen yang
sangat dibutuhkan dalam setiap proses pembakaran. Jadi
sebetulnya terdapat dua proses untuk memanfaatkan air
sebagai bahan bakar. Yang pertama tentunya proses
penguraian air menjadi gas brown. Kemudian yang kedua
adalah pembakaran gas brown itu sendiri yang menghasilkan
energi. Selain dari energi, hasil pembakaran gas brown juga
menghasilkan uap air dan tidak memproduksi gas-gas polutan
berbasis karbon.
Yang selalu menjadi dilema adalah energi yang diperlukan
untuk menjalankan proses pertama dan energi yang dihasilkan
oleh proses tahap kedua. Jika kemudian energy yang
dibutuhkan untuk menjalankan proses yang pertama lebih
besar dari yang dihasilkan di tahap kedua, maka sama sekali
tidak terjadi energi tambahan. Yang ada tentunya adalah
energi yang hilang (energy loss). Jika, demikian tidak ada
maknanya
Menjalankan kedua proses tersebut. Namun, sangat dapat
dibuktikan secara ilmiah bahwa gas brown menghasilkan
energi yang besar dalam proses pembakarannya. Selain
daripada dengan cara yang tepat energi yang dibutuhkan
adalah sangat kecil untuk memproduksi gas brown dari
penguraian air. Sampai dewasa ini, berbagai perdebatan dan
perbedaan pendapat masih tetap mewarnai seputar eksploitasi
gas brown ini. Yang pro sangat yakin dengan manfaat dan
penggunaannya. Sedangkan yang kontra sangat menentang
dan mengklaim bahwa pemakaian gas brown ini hanya untuk
tipuan belaka.yang jelas stanley meyer telah berhasil
mengeksploitasi gas brown dari penguraian air untuk bisa
menjalankan kendaraan vw buggy-nya.
Bahkan belakangan ini perusahaan dari jepang bernama
genepax, memperkenalkan mobil kecil ciptaannya yang
berbahan bakar air, yang dapat dipacu dengan kecepatan 60-70 km/jam. Sungguh mengagumkan. Dengan harga minyak
bumi yang tinggi dan ancaman krisis finansial global, energi
akan menjadi suatu sektor yang sangat penting dan sensitif.
Sudah sepatutnya pemerintah segera mengerahkan para
cendekiawannya untuk melakukan penelitian yang serius
dengan energi alternatif, termasuk bahan bakar dari air.
Produksi hidrogen dengan elektrolisis h2o suhu tinggi
(high temperature electrolysis) merupakan metode yang baru
dan sedang dalam proses pengembangan.
Metode ini dilakukan guna meningkatkan efisiensi
elektrolisis h2o. Ketika suhu elektrolisis h2o sekitar 900 oc,
maka efisiensi total produksi hidrogen bisa mencapai 55%.
Herring (2004) telah melakukan penelitian high
temperature electrolysis (hte) dengan menggunakan solid
oxide electrolyzer dengan elektrolit jenis yttria-stabilized
zirconia dan reaktor nuklir jenis htgr (helium turbine gas
reactor).
Hasil penelitian ini memperlihatkan semakin besar energi
panas yang dapat digunakan untuk proses hte maka kebutuhan
energi listrik dapat dikurangi. Selain itu, semakin besar suhu
yang mampu dihasilkan reaktor nuklir maka akan
meningkatkan efisiensi proses hte.
Penelitian terkait:
Para peneliti di ohio state university telah menemukan cara
memproduksi hydrogen dengan memanfaatkan cangkang telur.
Cangkang telur digunakan untuk menyerap karbon dioksida
dari sebuah reaksi yang menghasilkan bahan bakar hidrogen.
Proses ini juga menghasilkan membran yang mengandung
kolagen dari bagian dalam cangkang. Kolagen ini nantinya
bisa dikomersilkan. L.s. Fan, professor kimia dan
biomolekuler dari universitas ohio, mengungkapkan bahwa
dirinya bersama
Mahasiswa doktoralnya, mahesh iyer, memperoleh gagasan
tersebut ketika sedang mencoba mengembangkan metode
produksi hidrogen yang disebut reaksi pemisahan air-gas.
Dengan metode ini bahan bakar fosil seperti batu bara
digasifikasi sehingga menghasilkan gas karbon monoksida,
yang kemudian dicampurkan dengan air untuk menghasilkan
karbon dioksida dan hidrogen.
”kunci untuk menghasilkan hidrogen murni adalah dengan
memisahkan karbon dioksida,” tutur fan. “dalam rangka
membuatnya sangat ekonomis, kita membutuhkan cara
berpikir baru, sebuah skema proses baru.” Hal itu menuntun
mereka ke cangkang telur, yang paling banyak mengandung
kalsium karbonat -salah satu material yang paling “absorbent”.
Ini adalah kandungan yang umum terdapat dalam suplemen
kalsium dan antasida. Dengan proses pemanasan, kalsium
karbonat menjadi kalsium oksida, yang kemudian akan
menyerap gas-gas asam, seperti karbon dioksida.
Dalam laboratorium, fan dan koleganya
mendemonstrasikan bahwa cangkang telur yang digiling bisa
digunakan pada reaksi pemisahan air-gas. Menurut fan,
kalsium karbonat (kandungan utama telur) menangkap 78
persen dari seluruh berat karbon dioksida. Itu berarti bahwa
dari jumlah karbon dioksida dan cangkang telur yang sama,
cangkang akan menyerap 78 persen karbon dioksida. Ini
menjadikannya penyerap karbon dioksida paling efektif yang
pernah diuji.
Para pakar energi yakin bahwa hidrogen akan menjadi
sumber listrik penting di masa depan, terutama dalam bentuk
fuel cell. Namun terlebih dulu para peneliti harus
mengembangkan cara yang murah untuk menghasilkan
hidrogen dalam jumlah yang banyak -dan itu berarti mencari
cara untuk memecahkan masalah dengan produk sampingan
reaksi kimia yang menghasilkan gas.
III.PENUTUP
Keuntungan energi hidrogen antara lain bebas polusi (emisi
yang dihasilkan hanya air), tidak berisik, beroperasi pada
efisiensi yang lebih tinggi daripada mesin \ pembakaran
internal ketika bahan bakar mulai dikonversi menjadi listrik.
Sedangkan kerugian energi hidrogen dimana saat ini harganya
lebih mahal daripada sumber energi yang lain, infrastruktur
yang ada saat ini belum dibuat untuk mengakomodasi bahan
bakar hidrogen, proses ekstraksi hydrogen membutuhkan
bahan bakar fosil sehingga menyebabkan polusi, dan hidrogen
sulit dalam penyimpanan dan distribusi. Hidrogen sangat
potensial sebagai energi bahan bakar yang mendukung
penciptaan lingkungan yang bersih dan juga mengurangi
ketergantungan mengimport sumber energi. Sebelum energi
memainkan peranan yang besar dan menjadi alternatif banyak
Fasilitas dan sistem yang harus dipersiapkan, seperti
fasilitas untuk memproduksi hidrogen, penyimpanan dan
pemindahannya. Konsumen akan membutuhkan bahan bakar
yang ekonomis, teknologi dan pengetahuan dalam
penggunaan bahan bakar ini secara aman.
Perlu diperhatikan bahwa fuel cell (hydrogen fuel) ini
sendiri sangat ramah lingkungan, namun dalam memproduksi
bahan bakar masih harus banyak yang diperhatikan. Secara
keseluruhan sangat mungkin terjadi penghematan energi.
Walaupun sisi ramah lingkungannya masih hanya di sisi
pemanfaatan, bukan pembuatan fuel hydrogen. Dalam dekade
mendatang dengan harga minyak yang melangit serta
kesadaran efisiensi energi, maka teknologi hidrogen (fuel cell)
akan menjadi sangat penting. Dengan hidrogen kita akan
mencapai visi dalam penciptaan keamanan, kebersihan,
sumber energi yang melimpah serta menghasilkan sumber
energi masa depan!!!
REFERENSI
[1] http://kamase.org/2007/09/04/mempersiapkan-si-energi-bersih-hidrogen/
[2] http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen
[3] http://www.energiterbarukan.net/index.php?option=com_content&task
Tidak ada komentar:
Posting Komentar