Dari Air ke Air,Teknologi Energi Fuel Cell untuk Solusi Keterbatasan Sumber Energi

SUMBER :
http://thariqsyamil.wordpress.com/category/artikel/

 
 

Masih ingat Joko Suprapto Blue Energi? Ya…Pertengahan tahun 2008 lalu Indonesia dihebohkan oleh Blue Energynya Joko Suprapto yang berasal dari Nganjuk, Jawa Tengah. Bahkan sampai presiden SBYpun ikutan kena getahnya. Konsep misterius yang disampaikan Joko adalah bahwa air bisa menghasilkan energi untuk menggerakkan mesin genset.

Sebenarnya terminologi Blue Energy bukanlah hal yang baru. Cuma terminologi Blue Energi yang diperkenalkan Joko Suprapto berbeda dengan Blue Energy yang dipakai ilmuwan. Blue Energy yang kadang disebut energi laut adalah metode membangkitkan energi listrik karena bertemunya air tawar dan air bergaram (laut). Diantara negara yang mengembangkan teknologi Blue Energy adalah negara delta Belanda tepatnya di daerah Arnhem oleh perusahaan yang bernama KEMA.

Tulisan ini akan menyinggung tentang teknologi fuel cell yang masih tergolong baru diantara berbagai sumber energi alternatif yang ada saat ini, seperti baterai, aki, minyak bumi, gas alam, dan sebagainya. Apalagi untuk ukuran Saudi Arabia yang kaya dengan sumber energi fosil, fuel cell amatlah belum popular.

Fuel Cell

Ide Joko Suprapto dengan air sebagai sumber energi sebenarnya bukanlah hal mustahil, apabila yang dimaksud adalah airnya diubah dulu menjadi gas hidrogen. Gas hidrogen adalah bahan bakar yang menghasilkan energi. Sistim inilah yang disebut Fuel Cell.

Kilasan sejarah tentang Fuel Cell dimulai tahun 1839 ketika prinsip pengubahan air menjadi hidrogen ditemukan Sir William Grove (Inggris). Pada tahun 1959 telah dibuat orang traktor dengan fuel cell, kemudian pesawat Apollo dengan misi ke bulan pun memanfaatkan tenaga dari fuel cell ini. Berikut tahun 1980 Inggris memanfaatkannya untuk teknologi kapal selam, dan seiring isu pemanasan global dan menipisnya cadangan energi, maka semenjak tahun 2000 banyak perusahaan otomotif mencurahkan riset pada pada Fuel Cell ini. Dan kini riset-riset tumbuh subur untuk mencapai kondisi optimal dari Fuel Cell.

Fuel cell adalah sel elektrokimia yang mengubah energi dari bahan bakar (fuel) menjadi energi listrik. Listrik dihasilkan dari reaksi kimia antara bahan bakar (yakni gas Hidrogen) dan oksidator (yakni oksigen dari udara), dan produk hasil reaksi ini adalah air murni ! Maka untuk mobil-mobil yang menggunakan fuel cell ini, hanyalah menghasilkan emisi air murni, bukan gas buang yang membuat polusi udara seperti CO, CO2 atau timbal.

Gambar 1 Susunan komponen mobil Fuel Cell (inset : Ikanpun menikmati air dari knalpot mobil fuel cell)

Desain

Fuel cell disusun dari tiga komponen yand disusun berlapis : anoda, elektrolit dan katoda. Reaksi kimia terjadi pada interface dari ketiga bagian ini. Reaksi kimia ini menkonsumsi bahan bakar hidrogen dan menghasilkan air sebagai produk serta arus listrik yang siap pakai.


Gambar 2 Cara Kerja Fuel Cell

Di Anoda terdapat katalis yang mengoksidasi hidrogen yang masuk menjadi ion positif H+ dan elektron yang bermuatan negatif. Fungsi elektrolit sebagai media agar ion-ion bisa lewat tapi menghalangi elektron lewat. Nah, elektron ini terpaksa mengalir melalui kawat luar sambil membawa arus listrik.

Selanjutnya kisah perjalanan ion positif tadi adalah mereka melewati elektrolit menuju katoda. Begitu sampai di katoda, ion positif ini berjumpa lagi dengan elektron sebelumnya yang bergerak melalui kawat, plus adanya udara (oksigen) menggabungkan mereka semua menjadi air murni (H2O).

Fuel Cell biasa menghasilkan tegangan 0,6 V sampai 0,7 V. Untuk menghasilkan sejumlah energi yang dibutuhkan, fuel cell bisa digabungkan baik secara seri atau parallel. Fuel cell dapat bekerja terus menerus selama suplai gas Hidrogen dan Udara mengalir masuk. Fuel cell berbeda dengan baterai yang biasa kita pakai, dimana fuel cell mengkonsumsi pereaksi (hidrogen) dari sumber eksternal, sebaliknya baterai menyimpan energi listrik secara kimiawi.

Ada banyak sekali jenis fuel cell, diantaranya Metal hydride fuel cell, Electro-galvanic fuel cel;, Direct formic acid fuel cell (DFAFC), Zinc-air battery, Microbial fuel cel, , Upflow microbial fuel cell (UMFC) , Regenerative fuel cel, Direct borohydride fuel cell, Alkaline fuel cell, dan sebagainya. Hal ini menunjukkan betapa digemarinya teknologi ini.

Fuel cell sangat berguna sebagai sumber Energi untuk lokasi yang jauh, seperti pesawat ruang angkasa, stasiun cuaca daerah terisolir, dan untuk keperluan militer. Fuel cell dapat dibuat padat dan ringan, tanpa ada bagian-bagian yang bergerak, dan tanpa ada mesin pembakaran.

Elektrolisis air untuk siklus Air – Listrik – Air

Umumnya saat ini, produksi hidrogen untuk keperluan umum masih dari gas alam. Hidrogen dihasilkan dari sumber fosil (seperti metana), namun sumber ini tidak dapat diperbaharui, dan lagipula metana dapat langsung digunakan sebagai sumber energi.

Daur lestari yang ideal untuk sistim fuel cell adalah ‘air- listrik – air’ yang memanfaatkan sumber listrik dari sumber energy terbarukan (renewable) yang bisa memproduksi hidrogen dari air. Elektrolisis adalah teknik penguraian senyawa air (H2O) menjadi oksigen (O2) dan hidrogen (H2) dengan menggunakan arus listrik.

Energi listrik dari panel sel surya atau kincir angin bisa digabungkan dengan alat elektrolisis.

Dengan teknik ini, tak diperlukan lagi sumber gas alam untuk menghasilkan hidrogen, cukup adanya air saja, baik air laut maupun air tawar. Sehingga instalasi SPBU Hidrogen yang lestari itu bisa kita lihat pada gambar di bawah.


Gambar 3 Panel sel surya di bagian atas menghasilkan hidrogen untuk bahan bakar bus

Negara Indonesia dengan terbentang di garis khatulistiwa menikmati durasi sinar matahari yang konstan, dan Saudi Arabia menikmati sinar matahari yang jauh lebih intensif, berikut area padang pasir yang luas. Kedua Negara ini tentu tidak mengalami kendala berarti untuk instalasi sel surya pada SPBU hydrogen seperti diatas.

Keterbatasan Sumber Energi Fosil

Konsumsi energi dari sumber fosil seperti minyak bumi, gas alam dan batu bara untuk kendaraan sangat tinggi, sementara ketersediaan bahan bakar fosil ini makin menipis. Maka teknologi fuel cell untuk kendaraan amatlah prospektif. Kita belum bisa membayangkan jutaan motor dan mobil di Indonesia setelah 18 tahun kemudian yang akan digarasikan.

Sehubungan dengan kehebohan Indonesia karena “temuan” Joko Suprapto, sesungguhnya ada hikmah lain yang bisa yang bisa tarik, yakni antusiasme kita semua terhadap energi alternatif. Tentu hal ini disadari karena begitu krusialnya sumber energi bagi aktifitas kita. Ketika ditawarkan ada bahan pengganti minyak bumi disaat ketergantungan kita terhadapnya yang demikian besar, maka isu ini amatlah menggelegar.

Ketersediaan Bahan Bakar fossil seperti minyak bumi, gas alam dan batu bara yang terbatas waktunya, adalah gambaran suram realitas pasokan energi kita. Bahkan isu BBM yang naik turun saat di Indonesia juga membawa efek kepopuleran pemerintahan pada situasi diterima atau tidaknya oleh masyarakat.

Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral menyebutkan bahwa minyak bumi mendominasi 54 % penggunaan energi di Indonesia. Sedangkan penggunaan gas bumi sebesar 26,5 % dan batu bara hanya 14 % dari total penggunaan energi. Data Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral juga menyebutkan bahwa cadangan minyak bumi Indonesia hanya cukup untuk 18 tahun ke depan, sementara cadangan gas alam masih mencukupi untuk 61 tahun ke depan dan cadangan batu bara baru habis dalam waktu 147 tahun lagi. (http://bipnewsroom.info/)

Maka waktu 18 tahun ke depan adalah pertaruhan kita sebenarnya akan maju mundurnya bangsa. Disebut maju mundur karena diantara indikator kemajuan suatu negara adalah seberapa banyak konsumsi energi di negara tersebut. Indikator lain misalnya berapa banyak penggunaan asam sulfat di negara itu.

Jika kita melihat foto angkasa bumi oleh NASA di malam hari, akan tampak bagaimana negara-negara berkategori maju (developed countries) nampak terang benderang. Terang benderang itu diantaranya karena mesin-mesin pabrik mereka yang bekerja terus, memproduksi barang dan jasa, sementara beberapa Negara Afrika sudah terlelap dalam mimpi yang panjang, dan baru esok paginya beraktifitas.


Gambar 4 Foto bumi oleh NASA yang memperlihatkan perbedaan kerlip cahaya di berbagai negara

So, dengan latar ini, sudah saatnya kita untuk intens berburu teknologi energi terbarukan (renewable energy) atau juga dikenal teknologi energi lestari (sustainable energy technology). Masih banyak area para peneliti untuk menghasilkan karya teknologi yang berhubungan dengan sumber energi terbarukan. Diantaranya adalah Energi Surya, Energi angin, Blue Energy, Tenaga Air seperti mikrohidro maupun energy gelombang laut, Energi Nuklir, Biomas, Geotermal dan sejenisnya. Semoga segera kita nikmati teknologi energy lestari ini…


Gambar 5 Inilah Panasea krisis energi yang dicari : Sumber Energi Terbarukan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: