Bagaimana kita akan berkeliaran di masa hadapan? Apa yang boleh berjaya minyak mentah dan gas asli? Satu pilihan sudah ada. Ia mempunyai tiga kali ganda ketumpatan tenaga petrol. Ini tersedia dalam jumlah besar, malah, ada sekitar 7 kilogram di setiap kita dan mempunyai kesan persekitaran yang rendah; Hidrogen boleh menjadi pasangan yang ideal untuk masa depan yang lebih hijau. Kini, hidrogen telah mendorong masyarakat dan berpotensi untuk membentuk masa depan yang lebih hijau.
Negara-negara EU dan G8 telah bersetuju bahawa masa depan menuntut kebijakan iklim yang lebih ketat dan telah berjanji untuk memiliki pelepasan CO2 pada tahun 2050. Dalam jangka masa ini, jumlah kereta persendirian di seluruh dunia akan meningkat lebih dari dua kali ganda hingga 2.5 bilion, sehingga permintaan tenaga terus meningkat sementara bahan api fosil berkurang. Dunia tidak boleh terus seperti sebelumnya.
Hidrogen adalah sumber bahan bakar yang bersih dan terbakar tanpa mengeluarkan gas rumah hijau dan asap ekzos berbahaya yang lain. Salah satu penyelesaian yang mampan untuk perubahan iklim adalah dengan mengekstrak karbon dari bahan bakar dan bahan pendorong, sehingga dapat mengurangkan gas rumah kaca yang dikeluarkan semasa pembakaran. Hidrogen, sebagai sumber bahan bakar adalah penyelesaian yang sangat baik. Ini dapat diubah menjadi listrik secara elektrokimia ke dalam sel bahan bakar, ini, pada gilirannya, akan menghasilkan keselamatan pengangkutan yang benar-benar bebas.
Hidrogen dan kemuncaknya.
Hidrogen pertama kali ditemui pada tahun 1766 oleh seorang saintis Inggeris bernama Henery Cavendish. Secara kebetulan, dia mendapati bahawa air terdiri daripada hidrogen dan oksigen. hidrogen berasal dari Latin Hydrogenium, yang secara harfiah bermaksud membuat air. Ini adalah elemen pertama dalam jadual berkala dan bukan untuk apa-apa. Tidak ada unsur lain yang lebih ringan daripada hidrogen dan unsur lain tidak lebih banyak [di alam semesta. Hidrogen adalah tenaga tulen. Mungkin contoh terbaik adalah Matahari, 92.1% daripadanya adalah hidrogen. Di bumi, kemungkinan sedikit berbeza kerana hidrogen hanya berlaku secara molekul yang terikat secara kimia, dan untuk menghasilkan hidrogen tulen, seseorang perlu mengeluarkan hidrogen dari molekul masing-masing. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan elektrolisis, di mana elektrik digunakan untuk membelah air menjadi hidrogen dan oksigen, tetapi ini memerlukan banyak tenaga.
Walau bagaimanapun, terdapat hidrogen yang berpatutan di pasaran, berkat pembaharuan wap. Hre steam diperkenalkan kepada bahan bakar fosil seperti gas asli dan dipanaskan hingga 830 darjah celsius. Campuran kemudian disalurkan melalui penapis yang lebih halus sehingga hanya hidrogen tulen yang tersisa. Ini adalah salah satu kaedah paling berkesan untuk menghasilkan hidrogen. Tetapi, proses ini masih menggunakan bahan bakar fosil lama dan terhad kita. Para saintis melihat di luar penggunaan pendekatan yang tidak boleh diperbaharui seperti mengeluarkan hidrogen berharga dari air mengurangkan tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan hidrogen akan menjadi kejayaan besar, seperti memanfaatkan kekuatan Matahari.
Bahan Bakar Hidrogen mengubah industri.
Sebelum tercetusnya COVID-19 yang belum pernah terjadi sebelumnya, Jepun telah bersedia untuk membawa contoh keberlanjutan inovatif di hadapan seluruh dunia dengan menyalakan obor Olimpik Tokyo semasa relay acara dan upacara pencahayaan kuali Olimpik dengan menggunakan bahan bakar hidrogen. Terdapat banyak aplikasi di luar acara sukan yang terbuka untuk sumber tenaga bersih dan bebas karbon ini.
Aplikasi Automotif
Salah satu penggunaan sel bahan bakar hidrogen yang paling menjanjikan adalah dalam industri automotif. Sejumlah pemain industri utama, termasuk BMW dan Toyota, telah mengungkapkan rancangan untuk mengembangkan armada kereta bertenaga hidrogen kerana sumber bahan bakar kelihatannya menawarkan solusi tambahan yang berkekalan untuk tenaga elektrik.
Kenderaan elektrik dilihat secara meluas sebagai kaedah penting untuk mengurangkan pelepasan dan pencemaran udara dari pengangkutan jalan raya. Walau bagaimanapun, mempercepat penggunaan tenaga elektrik boleh berisiko menambahkan tekanan ke grid, menjadikan kenderaan perlu diisi semula pada waktu yang tepat.
Sel bahan bakar boleh menawarkan alternatif. Oleh kerana kereta hidrogen menghasilkan elektrik sendiri, kenderaan tersebut tidak menerima kuasanya dari bateri terpasang yang perlu dicas dari sumber kuasa luaran. Seperti e-kereta lain, kenderaan hidrogen juga dapat memulihkan tenaga brek, kerana motor elektrik mengubah tenaga kinetik kembali menjadi tenaga elektrik yang dimasukkan ke dalam bateri sandaran.
Hyundai ialah syarikat kereta pertama yang membuat sel bahan api yang dihasilkan secara besar-besaran pada 2013 dan ia bersedia untuk mempunyai jarak kira-kira 300 batu dengan kelajuan tertinggi 100 batu sejam. Syarikat Jepun telah menggunakan sel bahan api untuk digunakan dalam kenderaan (FCEV). Kadang-kadang, untuk kesalahan, tetapi kos menurun sebagai teknologi tepi ke arah pengeluaran besar-besaran.
Sel bahan bakar hidrogen mungkin lebih masuk akal untuk kenderaan berat yang menempuh jarak lebih jauh seperti bas, trak, dan kereta api. Sebagai contoh, pada tahun 2016 di AS, terdapat 12000 trak forklift berkuasa sel bahan bakar hidrogen. Selain pengangkutan jalan dan kereta api, Airbus mengandalkan hidrogen hijau untuk mendorong pesawat tanpa pelepasan menjelang 2030.
Walaupun idea untuk menjadikan segala sesuatu elektrik kelihatan berlebihan bagi kebanyakan penyelidik dan saintis, hidrogen hijau dapat berfungsi sebagai tali pusat untuk tenaga yang boleh diperbaharui. Dan untuk menambahnya, H2 hijau dapat disimpan, sehingga dapat digunakan untuk mengimbangi gangguan tenaga yang dapat diperbaharui. Ini masuk akal kerana memberi kita fleksibiliti dan grid yang lebih tahan lama apabila digunakan bersama dengan sumber tenaga yang boleh diperbaharui. Itulah sebabnya mengapa bahan bakar bersih ini dapat menjadi strategi ketika kita membersihkan berbagai sektor seperti pemanasan dan aplikasi lain yang bergantung pada bahan bakar fosil.
Keupayaan Portabiliti
Walaupun peranti pintar berkembang semakin maju, ia masih terhad oleh kuasa. Teknologi dan syarikat kereta terlalu menyedari sekatan bateri lithium-ion dan sementara cip dan sistem operasi menjadi lebih cekap dalam menjimatkan kuasa, kami masih melihat satu atau dua hari hayat bateri.
Sel bahan bakar H2 dapat memberi kuasa kepada mana-mana peranti mudah alih yang menggunakan bateri. Tidak seperti bateri biasa, sel bahan bakar hidrogen terus menghasilkan tenaga dengan bekalan bahan api yang berterusan. Keupayaan ini membolehkan mereka menggerakkan pelbagai peranti, termasuk telefon pintar, komputer riba, dan alat bantu pendengaran.
Di sektor pertahanan, teknologi sel bahan bakar berpotensi untuk melipatgandakan waktu terbang drone atau mengurangi berat paket bateri yang dibawa oleh tentera di lapangan dari sekitar 15 kilogram menjadi hanya satu atau dua kilogram. Di tengah-tengah zon bencana, manfaat ini dapat merevolusikan cara kru kecemasan dan anggota tentera bertindak balas terhadap situasi.
Negara yang berada di Posisi Kutub dalam perlumbaan H2
Australia mungkin, tenaga boleh diperbaharui kegemaran dunia. Australia sedang membangunkan projek 5-gigawatt untuk menghasilkan hidrogen hijau untuk dieksport ke Negara-negara Asia. Mega electrolyzer akan digerakkan oleh kombo solar dan angin dan menggunakan air desalinasi yang diambil dari lautan.
Inggeris merancang untuk menggunakan tenaga angin luar pesisirnya untuk kapasiti pengeluaran hidrogen 5GW pada tahun 2030.
Green H2 juga memberi inspirasi kepada visi bandar futuristik. Sama seperti Arab Saudi Neom, projek bandar bernilai $ 500bn, yang permintaan tenaganya akan datang dari hidrogen yang boleh diperbaharui.
China merancang untuk membentuk Wuhan sebagai kota hidrogen, yang akan memiliki hingga 100 stesen minyak pada tahun 2025.
Menghasilkan Hidrogen Hijau dan Mengurangkan Pemanasan Global boleh menjadi dua sisi duit syiling yang sama.
Penyelidik Korea Selatan telah membuat pemangkin yang terbuat dari bahan murah seperti magnesium untuk menukar dua gas rumah kaca terburuk, co2 dan ch4, menjadi hidrogen. Proses mesra iklim mereka disebut pembaharuan kering.
Penyelesaian lain yang murah tetapi cekap adalah dari Jepun. University of Tokyo membuat hidrogen daripada cahaya, sisa organik, dan pemangkin yang terbuat dari karat dan menghasilkan 25 kali lebih banyak dengan kaedah ini daripada kaedah konvensional.
Suhu permukaan rata-rata planet ini telah meningkat hampir satu darjah Celsius sejak akhir abad ke-19, didorong oleh peningkatan pelepasan karbon dioksida (CO2).
Mencari alternatif untuk sumber bahan api berintensifkan karbon sangat penting untuk masa depan dunia kita, dan jurutera mesti menunjukkan komitmen terhadap inovasi dan penyelesaian masalah untuk membuat peralihan yang akan mendorong lebih banyak mampan masa depan.
Mayank Vashisht | Wartawan Teknologi | ELE Kali