Baterai daya adalah komponen penting dari teknologi modern yang menyimpan dan melepaskan energi, menjadikannya penting untuk ponsel cerdas, laptop, dan bahkan kendaraan listrik.
Baterai daya telah mengalami perkembangan terkini dalam hal kinerja dan efisiensi. Salah satu kemajuan ini adalah awal dari sel bahan bakar hidrogen teknologi, yang semakin populer karena potensinya untuk menyediakan energi berkelanjutan. Tidak seperti bahan bakar fosil konvensional, tenaga hidrogen merupakan bahan bakar transportasi alternatif yang menghasilkan nol emisi dan terbarukan.
Teknologi ini relatif lebih baru dari kendaraan listrik standar, yang akhir-akhir ini mendapatkan daya tarik. Sejak 2015, hanya tiga perusahaan mobil yang menjual mobil bertenaga hidrogen, dengan penjualan tertinggi lebih dari 10,700 dalam dua generasi. Ketiga perusahaan mobil tersebut adalah Hyundai, Honda, dan Toyota.
Khususnya, perusahaan media populer seperti CNN telah membuat laporan tentang hidrogen. Misalnya, salah satu dari mereka artikel Terbaru mengungkapkan rencana antara RWE, salah satu produsen listrik Jerman, dan perusahaan energi negara Norwegia Equinox untuk membangun pembangkit listrik berbahan bakar hidrogen di Jerman selama beberapa tahun ke depan, termasuk saluran pipa untuk transportasi mereka.
Lagi, laporan lain meliput pernyataan perusahaan penerbangan, Airbus, yang secara terbuka mengumumkan pengembangan mesin sel bahan bakar bertenaga hidrogen sebagai bagian dari inisiatif mereka untuk meluncurkan pesawat tanpa emisi pada tahun 2035. Semua ini adalah upaya untuk mendorong pertumbuhan teknologi.
Daftar Isi
Apa itu teknologi sel bahan bakar hidrogen?
Kendaraan mana yang dapat menggunakan teknologi tenaga hidrogen?
Apa masa depan teknologi sel bahan bakar hidrogen?
Pesan terakhir
Apa itu teknologi sel bahan bakar hidrogen?
Teknologi sel bahan bakar hidrogen menggunakan proses elektrokimia yang mengubah energi kimia hidrogen dan oksigen menjadi energi listrik.
Ini dicapai dengan menggunakan tumpukan sel bahan bakar, serangkaian sel bahan bakar individual yang menghasilkan listrik dalam jumlah kecil yang dijumlahkan untuk meningkatkan energi listrik.
Prinsip pembangkit listrik didasarkan pada reaksi redoks hidrogen dan oksigen. Gas hidrogen diperkenalkan di anoda sementara oksigen masuk melalui sisi katoda sel bahan bakar. Kedua gas dipisahkan oleh elektrolit, yang memungkinkan ion bermuatan positif melewatinya tanpa pencampuran gas.
Selanjutnya, hidrogen bersentuhan dengan katalis yang ditempatkan di anoda dan dioksidasi untuk menghasilkan proton (ion hidrogen bermuatan positif) dan elektron (ion hidrogen bermuatan negatif). Proton melewati elektrolit ke katoda, sedangkan elektron yang tidak dapat melewati elektrolit dipaksa untuk bergerak di sekitar sirkuit ke katoda. Aliran ion inilah yang menciptakan arus listrik.
Di katoda, reduksi terjadi dengan oksigen, bereaksi dengan proton dan elektron yang diterima untuk menghasilkan air. Reaksi total mengeluarkan energi listrik melalui aliran ion-ion ini, baik digunakan untuk menggerakkan motor listrik yang menggerakkan mobil atau untuk mengisi baterai kecil. baterai ion lithium yang menghemat energi untuk digunakan nanti.
Baterai ini juga menangkap daya dari sistem pengereman reformatif kendaraan dan menyimpan kelebihan energi yang dilepaskan dari tumpukan bahan bakar selama pengendaraan dengan energi rendah.
Kendaraan mana yang dapat menggunakan teknologi tenaga hidrogen?
Teknologi tenaga hidrogen terutama digunakan di bus dan truk pada tingkat aplikasi saat ini. Namun, penerapannya sangat rendah karena beberapa faktor, seperti biaya tinggi dan infrastruktur yang terbatas, menghambat perluasan teknologi ini.
Namun demikian, kendaraan bertenaga hidrogen memiliki manfaat tertentu yang asing bagi rekan pembakarannya. Pertama, bus yang menggunakan bahan bakar hidrogen tidak mengeluarkan polutan berbahaya atau gas rumah kaca seperti kendaraan konvensional. Itu karena proses kimia sel hanya melepaskan uap air dan panas sebagai produk sampingan, menjadikannya alternatif yang bersih untuk bahan bakar fosil.
Selain itu, bus bertenaga hidrogen berjalan dengan lancar dan senyap tanpa getaran atau kebisingan, yang biasa terjadi pada kendaraan tradisional. Baterai HFC ini juga memiliki kepadatan yang lebih tinggi, sehingga dapat bertahan lebih lama dan memberikan performa kendaraan yang lebih baik.
Pada saat publikasi ini, kendaraan energi hidrogen biasa dapat bertahan sejauh 300-400 mil sebelum mengisi bahan bakar, sedangkan rata-rata kendaraan listrik hanya bertahan sejauh 250 mil. Selain itu, waktu pengisian bahan bakarnya hanya membutuhkan beberapa menit dan jauh lebih rendah dibandingkan kendaraan listrik rata-rata, yang membutuhkan waktu beberapa jam untuk mengisi ulang.
Sayangnya, teknologi energi hidrogen mengalami beberapa kemunduran. Meskipun bahan bakar hidrogen tampak berkelanjutan, produksi dan penyimpanan hidrogen itu sendiri lebih mahal daripada solar dan bensin tradisional. Meskipun merupakan unsur paling melimpah di alam semesta, hidrogen tidak pernah ditemukan murni.
Karena sifat atomnya, ia selalu digabungkan dengan unsur lain, yang sulit dipisahkan. Misalnya, memperoleh energi hidrogen dari gas alam (CH4) membutuhkan daya yang sangat besar untuk “memecah” dan melepaskan CO2 sebagai produk sampingan.
Akibatnya, efisiensi proses manufaktur industri relatif rendah, yang berarti lebih banyak energi yang dibutuhkan untuk memproduksi dan mengirimkan bahan bakar daripada energi yang dihasilkannya. Ini mengarah pada pertanyaan apakah itu memang berkelanjutan.
Selain itu, hanya ada sedikit stasiun pengisian bahan bakar hidrogen, sehingga membuat pengemudi enggan melakukan perjalanan jauh. Misalnya, statistik menunjukkan bahwa jumlah stasiun pengisian bahan bakar hidrogen di California hanya 60. Sementara itu, gas tradisional memiliki lebih dari 100,000 stasiun pengisian bahan bakar yang berkembang dengan baik di seluruh negeri.
Biaya bahan bakar hidrogen juga tinggi dari US$ 10 hingga US$ 17 dibandingkan SPBU yang berkisar antara US$ 5 hingga US$ 8.50 per galon. Selain itu, ada kekhawatiran keamanan tentang apakah stasiun pengisian bahan bakar hidrogen masuk akal karena hidrogen dapat sangat mudah terbakar jika tidak ditangani dengan tepat.
Apa masa depan teknologi sel bahan bakar hidrogen?
Terlepas dari kekurangannya, permintaan kendaraan bertenaga hidrogen mungkin meningkat selama beberapa tahun ke depan karena polusi udara dan masalah perubahan iklim terus meningkat. Peningkatan ini karena status nol emisinya yang melayani transisi ke opsi transportasi yang lebih bersih.
Demikian pula, kemajuan teknologi diantisipasi untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas biaya, dan keandalan sel bahan bakar hidrogen, membuat kendaraan bertenaga hidrogen lebih menarik dan terjangkau bagi konsumen.
Perusahaan pemerintah dan swasta juga berinvestasi dalam membangun lebih banyak infrastruktur, seperti stasiun pengisian bahan bakar. Karenanya, orang lebih cenderung mengadopsi kendaraan bertenaga hidrogen di tahun-tahun berikutnya.
Tapi itu belum semuanya. Dengan krisis energi yang menjulang di seluruh dunia, pemerintah dengan cepat mengejar strategi yang terbukti di masa depan. Akibatnya, mereka berinvestasi dalam LNG dan infrastruktur gas alam baru, membuka jalan bagi penerapan energi hidrogen bersih di masa mendatang.
Jika semua proyek saat ini berhasil dimulai pada tahun 2030, hidrogen rendah karbon dapat meningkat hingga 16-24 Mt per tahun. Berdasarkan prediksi ini, hidrogen hijau dari elektroliser akan mencapai 9-14 Mt, sedangkan hidrogen biru akan mencapai 7-10 Mt.
Namun, sektor energi hidrogen terus mengalami kendala karena kerangka peraturan yang tidak konsisten, ketidakpastian permintaan di masa mendatang, dan kurangnya peralatan untuk mengangkut sel bahan bakar hidrogen. Sayangnya, hanya 4% proyek baru yang telah mencapai keputusan investasi akhir atau sedang dikerjakan.
Meskipun kapasitas pengelektroliser tahunan tahun-ke-tahun 2022 ditingkatkan menjadi 8 gigawatt, kapasitas ini dapat mencapai 60 gigawatt setiap tahun pada tahun 2030 jika semua proyek baru mencapai kemajuan. Lebih penting lagi, mungkin ada potensi penurunan harga sebesar 70% pada tahun 2030 jika kapasitas produksi ditingkatkan—yang dampaknya akan serupa dengan penurunan harga tak terduga yang membantu mendorong pertumbuhan tenaga surya dan angin.
Meskipun masa depan tampak menjanjikan, perlu dicatat bahwa produksi hidrogen bersih tidak bergerak cukup cepat untuk mencapai Net Zero Emissions IEA pada tahun 2050. Oleh karena itu, sektor ini memerlukan tindakan segera untuk mendorong insentif dan investasi yang lebih besar guna meningkatkan pasokan dan permintaan premium -harga, energi hidrogen rendah karbon.
Pesan terakhir
Kendaraan bertenaga hidrogen tentu saja merupakan penemuan yang menjanjikan. Meskipun teknologi ini masih dalam tahap awal, namun tidak diragukan lagi memiliki potensi untuk menciptakan solusi yang layak dan berkelanjutan untuk krisis perubahan iklim.
Artikel ini memberikan wawasan tentang bidang baru dan inspiratif ini, dan bahkan dengan banyak rintangan, industri transportasi dapat optimis tentang dampak teknologi ini dalam waktu dekat.
