Pages

Makalah Energi Hidrogen Sebagai Energi Alternatif


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
=view&id=76&Itemid=80


ini ane kasih pdf nya men

Tidak ada komentar:

Posting Komentar