Dari H2O ke H2: Inovasi Energi Terbarukan dengan Bahan Bakar Hidrogen

Seluruh dunia saat ini tengah berlomba-lomba menghasilkan bahan bakar ramah lingkungan. Salah satu kandidat yang tengah disorot di dalam maupun luar negeri adalah bahan bakar hidrogen hijau yang dibuat dari air.

Hidrogen hijau diproduksi melalui proses elektrolisis air menggunakan energi terbarukan. Gas hidrogen dianggap layak menjadi kandidat bahan bakar kendaraan karena hanya menghasilkan emisi berupa air. Berbeda dengan pembakaran energi fosil yang mengeluarkan emisi gas beracun atau pun gas rumah kaca.

https://www.istockphoto.com/id/bot-wall?returnUrl=%2Fid%2Fvektor%2Fkendaraan-sel-bahan-bakar-dan-stasiun-hidrogen-gm474427038-64846483

Transformasi dari air (H2O) menjadi hidrogen (H2)

Transformasi dari air (H2O) menjadi hidrogen (H2) melalui elektrolisis merupakan inovasi yang sangat penting dalam pengembangan energi terbarukan. Dengan memanfaatkan sumber energi terbarukan untuk menghasilkan hidrogen, kita tidak hanya dapat mengurangi emisi karbon tetapi juga menciptakan sistem energi yang lebih berkelanjutan dan diversifikasi. Investasi dalam penelitian dan infrastruktur akan sangat menentukan masa depan penggunaan hidrogen sebagai sumber energi bersih.

Anoda dan Katoda: Air dipisahkan menjadi ion hidrogen dan oksigen di anoda dan katoda. Di anoda, air terurai menjadi oksigen dan ion hidrogen, sementara di katoda, ion hidrogen mendapatkan elektron untuk membentuk gas hidrogen.

Reaksi Kimia:

Di anoda: 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻

Di katoda: 4 H⁺ + 4 e⁻ → 2 H₂

Output: Hasil dari proses ini adalah gas hidrogen (H₂), yang dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Sumber Energi untuk Elektrolisis

Manfaat Hidrogen sebagai Bahan Bakar

Perkembangan teknologi kendaraan hidrogen

Komponen kendaraan berbasis sel tunam hidrogen. afdc.energy.gov

Salah satu teknologi kendaraan hidrogen yang sedang berkembang adalah kendaraan berbasis sel tunam. Dalam sel tunam, hidrogen bereaksi dengan oksigen menghasilkan energi listrik dan air sebagai produk samping. Sel tunam jenis membran penukar proton (PEM), misalnya, mampu memproduksi listrik sebesar 14 kilowatt jam per kilogram hidrogen.

Teknologi ini telah diterapkan pada mobil keluaran Toyota, Toyota Mirai. Sedan tersebut dikabarkan memecahkan rekor menggunakan 0,55 kg hidrogen untuk melaju sejauh 100 km.

Tantangan dan Solusi dalam Hidrogen sebagai Bahan Bakar

Produksi hidrogen dari air melalui proses elektrolisis menghadapi berbagai tantangan yang memerlukan solusi inovatif. Salah satu tantangan utama adalah biaya produksi yang tinggi, di mana proses elektrolisis memerlukan energi signifikan dan teknologi yang masih relatif mahal. Untuk mengatasi ini, perlu dilakukan inovasi dalam teknologi, seperti mengembangkan elektroliser yang lebih efisien dan terjangkau, serta meningkatkan skala produksi untuk menurunkan biaya per unit. Selain itu, ketidakstabilan sumber energi terbarukan, seperti matahari dan angin, dapat mempengaruhi produksi hidrogen. Oleh karena itu, integrasi berbagai sumber energi dan pengembangan sistem penyimpanan energi yang efisien sangat penting.

Selanjutnya, infrastruktur distribusi hidrogen yang terbatas menjadi tantangan lain. Mendorong investasi dari pemerintah dan sektor swasta untuk membangun jaringan distribusi hidrogen, serta membentuk kemitraan publik-swasta, dapat mempercepat perkembangan infrastruktur ini. Keamanan hidrogen juga menjadi perhatian, mengingat gas ini mudah terbakar. Oleh karena itu, penting untuk mengembangkan standar keselamatan yang ketat dan teknologi pengawasan untuk mendeteksi kebocoran. Penyimpanan hidrogen yang efisien juga menjadi tantangan, yang dapat diatasi dengan teknologi penyimpanan inovatif dan material baru yang lebih aman.

Terakhir, penerimaan pasar terhadap hidrogen masih memerlukan perhatian, mengingat adanya skeptisisme tentang efisiensi dan keberlanjutannya dibandingkan sumber energi lain. Meningkatkan kesadaran melalui program edukasi dan menyediakan bukti nyata melalui proyek demonstrasi dapat membantu mengatasi hal ini. Dengan mengatasi berbagai tantangan tersebut, hidrogen berpotensi menjadi komponen kunci dalam transisi menuju sistem energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.