Bagaimana kita akan berkeliling di masa depan? Apa yang bisa menggantikan minyak mentah dan gas alam? Satu opsi sudah ada. Ini memiliki tiga kali kepadatan energi bensin. Ini tersedia dalam jumlah besar, bahkan ada sekitar 7 kilogram di masing-masing dari kita dan memiliki dampak lingkungan yang rendah; Hidrogen bisa menjadi mitra ideal untuk masa depan yang lebih hijau. Saat ini, hidrogen telah menggerakkan masyarakat dan memiliki potensi untuk membentuk masa depan yang jauh lebih hijau.
Uni Eropa dan negara-negara G8 telah sepakat bahwa masa depan menuntut kebijakan iklim yang lebih ketat dan telah berjanji untuk memiliki emisi CO2 pada tahun 2050. Dalam jangka waktu ini, jumlah mobil pribadi di seluruh dunia akan lebih dari dua kali lipat menjadi 2.5 miliar, sehingga permintaan energi terus meningkat sementara bahan bakar fosil semakin menipis. Dunia tidak bisa begitu saja berlanjut seperti sebelumnya.
Hidrogen adalah sumber bahan bakar yang bersih dan terbakar tanpa menghasilkan gas rumah kaca dan asap buangan berbahaya lainnya. Salah satu solusi berkelanjutan untuk perubahan iklim adalah mengekstraksi karbon dari bahan bakar dan propelan, sehingga mengurangi gas rumah kaca yang dilepaskan selama pembakaran. Hidrogen, sebagai sumber bahan bakar adalah solusi yang sangat baik. Ini dapat diubah menjadi daya secara elektrokimia ke dalam sel bahan bakar, ini, pada gilirannya, akan menghasilkan mengamankan transportasi yang benar-benar bebas co2.
Hidrogen dan kemahahadirannya.
Hidrogen pertama kali ditemukan pada tahun 1766 oleh seorang ilmuwan Inggris bernama Henry Cavendish. Secara kebetulan, ia menemukan bahwa air terdiri dari hidrogen dan oksigen. hidrogen berasal dari bahasa Latin Hydrogenium, yang secara harfiah berarti membuat air. Ini adalah elemen pertama dalam tabel periodik dan bukan tanpa alasan. Tidak ada unsur lain yang lebih ringan dari hidrogen dan tidak ada unsur lain yang lebih berlimpah [di alam semesta. Hidrogen adalah energi murni. Mungkin contoh terbaik adalah Matahari, 92.1% di antaranya adalah hidrogen. Di sini, di bumi, kemungkinannya sedikit berbeda karena hidrogen hanya berlaku secara kimia terikat dalam molekul, dan untuk menghasilkan hidrogen murni seseorang perlu mengekstrak hidrogen dari molekul masing-masing. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan elektrolisis, di mana listrik digunakan untuk memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen, tetapi ini membutuhkan banyak energi.
Namun, ada hidrogen yang terjangkau di pasaran, berkat steam reforming. Uap panas dimasukkan ke bahan bakar fosil seperti gas alam dan dipanaskan hingga 830 derajat celsius. Campuran kemudian dilewatkan melalui filter yang semakin halus sampai hanya hidrogen murni yang tersisa. Saat ini merupakan salah satu cara paling efisien untuk menghasilkan hidrogen. Namun, proses ini masih menggunakan bahan bakar fosil kita yang lama dan terbatas. Para ilmuwan melihat di luar penggunaan pendekatan tak terbarukan seperti mengeluarkan hidrogen yang berharga dari air, mengurangi energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan hidrogen akan menjadi terobosan besar, seperti memanfaatkan kekuatan Matahari.
Bahan Bakar Hidrogen mengubah industri.
Sebelum wabah COVID-19 yang belum pernah terjadi sebelumnya, Jepang siap untuk menghadirkan contoh inovatif keberlanjutan ke seluruh dunia dengan menyalakan obor Olimpiade Tokyo selama menyampaikan acara dan upacara penerangan kuali olimpiade dengan menggunakan bahan bakar hidrogen. Ada banyak aplikasi di luar acara olahraga yang terbuka untuk sumber energi yang bersih dan bebas karbon ini.
Aplikasi Otomotif
Salah satu penggunaan sel bahan bakar hidrogen yang paling menjanjikan adalah dalam industri otomotif. Sejumlah pemain industri utama, termasuk BMW dan Toyota, telah mengungkapkan rencana untuk mengembangkan armada mobil bertenaga hidrogen karena sumber bahan bakar tampaknya akan menawarkan solusi tambahan yang berkelanjutan untuk tenaga listrik.
Kendaraan listrik secara luas dilihat sebagai cara penting untuk mengurangi emisi dan polusi udara dari transportasi jalan raya. Namun, mempercepat penyerapan tenaga listrik dapat berisiko menambah tekanan ke jaringan, sehingga penting bagi kendaraan untuk diisi ulang pada waktu yang tepat.
Sel bahan bakar bisa menawarkan alternatif. Karena mobil hidrogen menghasilkan listrik sendiri, kendaraan tidak menerima daya dari baterai internal yang perlu diisi dari sumber daya eksternal. Seperti mobil elektronik lainnya, kendaraan hidrogen juga dapat memulihkan energi pengereman, karena motor listrik mengubah energi kinetik kembali menjadi energi listrik yang diumpankan ke baterai cadangan.
Hyundai adalah perusahaan mobil pertama yang membuat sel bahan bakar yang diproduksi secara massal pada tahun 2013 dan siap menempuh jarak sekitar 300 mil dengan kecepatan tertinggi 100 mil per jam. Perusahaan-perusahaan Jepang telah memanfaatkan sel bahan bakar untuk digunakan pada kendaraan (FCEV). Kadang-kadang, karena suatu kesalahan, tetapi biayanya pun menurun teknologi mengarah ke produksi massal.
Sel bahan bakar hidrogen mungkin lebih masuk akal untuk kendaraan yang lebih berat yang menempuh jarak yang lebih jauh seperti bus, truk, dan kereta api. Misalnya, pada tahun 2016 di AS, ada 12000 truk forklif bertenaga sel bahan bakar hidrogen. Selain transportasi jalan dan kereta api, Airbus mengandalkan hidrogen hijau untuk mendorong pesawat tanpa emisi pada tahun 2030.
Sementara gagasan untuk membuat segala sesuatu yang listrik tampak berlebihan bagi sebagian besar peneliti dan ilmuwan, hidrogen hijau dapat berfungsi sebagai kabel ekstensi untuk energi terbarukan. Selain itu, H2 hijau dapat disimpan, sehingga dapat digunakan untuk mengimbangi intermittensi energi terbarukan. Ini sangat masuk akal karena memberi kita fleksibilitas dan jaringan yang lebih tangguh bila digunakan dalam kombinasi dengan sumber energi terbarukan. Itulah sebabnya bahan bakar bersih ini dapat menjadi strategis karena kami membersihkan berbagai sektor seperti pemanasan dan aplikasi lain yang bergantung pada bahan bakar fosil.
Kemampuan Portabilitas
Sementara perangkat pintar tumbuh semakin maju, mereka masih dibatasi oleh daya. Perusahaan teknologi dan mobil sangat menyadari pembatasan baterai lithium-ion dan sementara chip dan sistem operasi menjadi lebih efisien dalam menghemat daya, kami masih hanya melihat satu atau dua hari masa pakai baterai.
Sel bahan bakar H2 dapat memberi daya pada perangkat portabel apa pun yang menggunakan baterai. Tidak seperti baterai biasa, sel bahan bakar hidrogen terus menghasilkan energi dengan pasokan bahan bakar yang terus menerus. Kemampuan ini memungkinkan mereka untuk memberi daya pada berbagai perangkat, termasuk smartphone, laptop, dan alat bantu dengar.
Di sektor pertahanan, teknologi sel bahan bakar berpotensi lebih dari tiga kali lipat waktu terbang drone atau mengurangi berat paket baterai yang dibawa tentara di lapangan dari sekitar 15 kilogram menjadi hanya satu atau dua kilogram. Di tengah zona bencana, manfaat ini dapat merevolusi cara kru darurat dan personel militer merespons suatu situasi.
Negara yang berada di Pole Position dalam perlombaan H2
Australia mungkin adalah tempat tujuan energi terbarukan favorit di dunia. Australia sedang mengembangkan proyek 5 gigawatt untuk memproduksi hidrogen hijau untuk diekspor ke negara-negara Asia. Mega electrolyzer akan ditenagai oleh kombinasi tenaga surya dan angin dan menggunakan air desalinasi yang diambil dari laut.
Inggris berencana untuk menggunakan tenaga angin lepas pantai untuk kapasitas produksi hidrogen 5GW pada tahun 2030.
Green H2 juga menginspirasi visi kota futuristik. Sama seperti Saudi Arabian Neom, proyek perkotaan senilai $500 miliar, yang permintaan energinya akan berasal dari hidrogen terbarukan.
China berencana untuk membentuk Wuhan sebagai kota hidrogen, yang akan memiliki hingga 100 stasiun pengisian bahan bakar pada tahun 2025.
Memproduksi Hidrogen Hijau dan Mengurangi Pemanasan Global bisa menjadi dua sisi mata uang yang sama.
Peneliti Korea Selatan telah mengembangkan katalis yang terbuat dari bahan murah seperti magnesium untuk mengubah dua gas rumah kaca terburuk, co2 dan ch4, menjadi hidrogen. Proses ramah iklim mereka disebut reformasi kering.
Solusi murah namun efisien lainnya datang dari Jepang. Universitas Tokyo membuat hidrogen dari cahaya, sampah organik, dan katalis yang terbuat dari karat dan menghasilkan 25 kali lebih banyak dengan metode ini daripada metode konvensional.
Suhu rata-rata permukaan planet ini telah meningkat hampir satu derajat Celcius sejak akhir abad ke-19, didorong oleh peningkatan emisi karbon dioksida (CO2).
Menemukan alternatif untuk sumber bahan bakar intensif karbon sangat penting untuk masa depan dunia kita, dan para insinyur harus menunjukkan komitmen terhadap inovasi dan pemecahan masalah untuk membuat perubahan yang akan mendorong lebih banyak berkelanjutan masa depan.
Mayank Vashisht | Jurnalis Teknologi | Waktu ELE