Prinsip Fuel Cell Yaitu Reaksi Kimia Yang Mirip Dengan Tenaga? - [Jawaban yang menarik] 2023

Prinsip Dasar Mobil Listrik FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) –

Prinsip dasar dari fuel cell pada kendaraan adalah oksidasi yang dilakukan dengan menggunakan bantuan hidrogen sebagai molekul utama. Proses oksidasi tersebut akan menghasilkan reaksi kimia yang dapat dikonversi menjadi energi listrik. Kemudian listrik tersebut digunakan untuk menggerakkan mesin utama kendaraan.

Pada proses pengolahan tenaga terdapat dua komponen penting dalam kendaraan FCEV yaitu fuel tank dan fuel cell.
Fuel tank memiliki fungsi sebagai tempat bahan bakar utama dari kendaraan ini.
Dalam fuel tank terdapat hidrogen yang dapat diisi secara manual oleh pengguna kendaraan.
Prinsip fuel tank hampir sama seperti tangki bahan bakar konvensional, perbedaannya terletak pada isi.

Jika tangki kendaraan konvensional berisi bahan bakar fosil maka FCEV menggunakan hidrogen. Dari segi bahan bakar inilah perbedaan paling mendasar pada kendaraan jenis baru tersebut. Kemudian komponen berikutnya yang tidak kalah penting adalah fuel cell.

Pada fuel cell terdapat membran elektroda yang berfungsi sebagai media oksidasi dari bahan bakar.
Jadi pada fuel cell tersebut terjadi reaksi kimia oksidasi dari bahan bakar hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan daya listrik.
Beberapa mobil menggunakan baterai tambahan setelah fuel cell untuk menyimpan daya agar lebih stabil.

Sedangkan beberapa jenis mobil listrik FCEV (fuel cell electric vehicle) langsung melakukan proses kimia tanpa penyimpanan daya. Keduanya sama-sama memiliki efisiensi tinggi dalam merubah hidrogen menjadi tenaga listrik. Dengan menggunakan reaksi kimia seperti ini maka efisiensi bahan bakar kendaraan dapat ditingkatkan secara signifikan.

Contents

1 Bagaimana prinsip kerja dari fuel cell?
2 Bagaimana proses produksi hidrogen?
- - 2.0.1 Mengapa fuel cell tidak memerlukan recharged seperti pada sebuah baterai?
3 Bagaimana proses terbentuknya gas hidrogen sebagai bahan bakar mobil hidrogen?
4 Hidrogen dan nitrogen Apa Bedanya?
- 4.1 Hidrogen bertemu oksigen jadi apa?
  - 4.1.1 Bagaimana cara kerja mesin tenaga hidrogen?
  - 4.1.2 Apakah hidrogen bisa menjadi bahan bakar?
5 Apa saja sumber energi dari alam dalam bentuk energi konvensional?
6 Apa fungsi dari sel bahan bakar?

Bagaimana prinsip kerja dari fuel cell?

Prinsip kerja fuel cell merupakan kebalikan proses elektrolisa, dimana hidrogen direaksikan dengan oksigen dan menghasilkan listrik.2H2 + O2 → 2H2O (1) Pada reaksi tersebut diatas dibebaskan energi panas yang kemudian dapat dihasilkan energi listrik.

Bagaimana reaksi yang terjadi pada penggunaan teknologi fuel cell?

Energi Hijau Berlimbah Uap Air Meningkatnya penguasaan ruang, waktu, dan materi menuntut semakin besarnya sumber energi yang diperlukan. Sebut saja alat transportasi seperti mobil atau bus, alat komunikasi seperti laptop, handphone dan televisi, peralatan rumah tangga, sampai eskalator atau lift di gedung bertingkat. Semua benda tadi memerlukan energi. Tanpa pasokan energi, segala jenis teknologi tersebut tidak akan berfungsi. Teknologi konvensional menggunakan minyak bumi sebagai sumber energi dipandang kurang efisien serta menimbulkan polusi udara. Pembakaran minyak bumi menghasilkan karbon monoksida (CO) dan karbondioksida (CO2) yang berbahaya. Sebagai solusi, baru-baru ini telah dikembangkan teknologi fuel cell yang terus mengalami riset dan pengembangan di beberapa negara maju. Teknologi fuel cell ini dipandang lebih efisien, tidak menimbulkan polusi seperti halnya pembangkit energi tenaga minyak bumi. Beberapa negara maju seperti Jepang, Amerika Serikat, Jerman, Inggris, dan Prancis sudah mulai menerapkan teknologi fuel cell pada pembangkit energi di gedung-gedung bertingkat dan rumah tangga, bus, mobil, atau alat-alat elektronik seperti PDA dan handphone dalam bentuk prototipe. Bahkan, beberapa pihak sudah mengomersialkan teknologi ini seperti yang dilakukan pabrikan Toyota dan Mercedes benz. Dana yang dibutuhkan dalam mengembangkan dan mewujudkan teknologi energi yang ramah lingkungan membutuhkan investasi yang sangat besar. Baru-baru ini pemerintah Cina bekerja sama dengan UNDP (United Nations Development Program) dan GEF (Global Environment Fund) akan memesan enam unit bus tenaga fuel cell sebagai bentuk kepedulian pemerintah Cina dalam meminimalkan polusi udara. Total investasi yang dikeluarkan sekira 33 juta dolar AS. Bus ini akan mengalami uji coba, layaknya di negara-negara maju yang telah mencoba prototipe bus fuel cell selama lima tahun. Teknologi sederhana fuel cell adalah alat konversi energi elektrokimia yang akan mengubah hidrogen dan oksigen menjadi air, secara bersamaan menghasilkan energi listrik dan panas dalam prosesnya. fuel cell merupakan suatu bentuk teknologi sederhana seperti baterai yang dapat diisi bahan bakar untuk mendapatkan energinya kembali, dalam hal ini yang menjadi bahan bakar adalah oksigen dan hidrogen. Layaknya sebuah baterai, segala jenis fuel cell memiliki elektroda positif dan negatif atau disebut juga katoda dan anoda. Reaksi kimia yang menghasilkan listrik terjadi pada elektroda. Selain elektroda, satu unit fuel cell terdapat elektrolit yang akan membawa muatan-muatan listrik dari satu elektroda ke elektroda lain, serta katalis yang akan mempercepat reaksi di elektroda. Umumnya yang membedakan jenis-jenis fuel cell adalah material elektrolit yang digunakan. Arus listrik serta panas yang dihasilkan setiap jenis fuel cell merupakan produk samping reaksi kimia yang terjadi di katoda dan anoda. Karena energi yang diproduksi fuel cell merupakan reaksi kimia pembentukan air, alat konversi energi elektrokimia ini tidak akan menghasilkan efek samping yang berbahaya bagi lingkungan seperti alat konversi energi konvensional (misalnya proses pembakaran pada mesin mobil). Sedangkan dari segi efisiensi energi, penerapan fuel cell pada baterai portable seperti pada handphone atau laptop akan sepuluh kali tahan lebih lama dibandingkan dengan baterai litium. Dan untuk mengisi kembali energi akan lebih cepat karena energi yang digunakan bukan listrik, tetapi bahan bakar berbentuk cair atau gas. Cara kerja suatu unit fuel cell dapat diilustrasikan dengan jenis PEMFC (proton exchange membrane fuel cell ). Jenis ini adalah jenis fuel cell yang menggunakan reaksi kimia paling sederhana. PEMFC memiliki empat elemen dasar seperti kebanyakan jenis fuel cell, Pertama, anoda sebagai kutub negatif fuel cell, Anoda merupakan elektroda yang akan mengalirkan elektron yang lepas dari molekul hidrogen sehingga elektron tersebut dapat digunakan di luar sirkuit. Pada materialnya terdapat saluran-saluran agar gas hidrogen dapat menyebar ke seluruh permukaan katalis. Kedua, katoda sebagai kutub elektroda positif fuel cell yang juga memiliki saluran yang akan menyebarkan oksigen ke seluruh permukaan katalis. Katoda juga berperan dalam mengalirkan elektron dari luar sirkuit ke dalam sirkuit sehingga elektron-elektron tersebut dapat bergabung dengan ion hidrogen dan oksigen untuk membentuk air. Ketiga, elektrolit. Yang digunakan dalam PEMFC adalah membran pertukaran proton (proton exchange membrane/PEM). Material ini berbentuk seperti plastik pembungkus yang hanya dapat mengalirkan ion bermuatan positif. Sedangkan elektron yang bermuatan negaif tidak akan melalui membran ini. Dengan kata lain, membran ini akan menahan elektron. Keempat, katalis yang digunakan untuk memfasilitasi reaksi oksigen dan hidrogen. Katalis umumnya terbuat dari lembaran kertas karbon yang diberi selapis tipis bubuk platina. Permukaan katalis selalu berpori dan kasar sehingga seluruh area permukaan platina dapat dicapai hidrogen dan oksigen. Lapisan platina katalis berbatasan langsung dengan membran penukar ion positif, PEM. Pada ilustrasi cara kerja PEMFC, diperlihatkan gas hidrogen yang memiliki tekanan tertentu memasuki fuel cell di kutub anoda. Gas hidrogen ini akan bereaksi dengan katalis dengan dorongan dari tekanan. Ketika molekul H2 kontak dengan platinum pada katalis, molekul akan terpisah menjadi dua ion H+ dan dua elektron (e-). Elektron akan mengalir melalui anoda, elektron-elektron ini akan membuat jalur di luar sirkuit fuel cell dan melakukan kerja listrik, kemudian mengalir kembali ke kutub katoda pada fuel cell, Di sisi lain, pada kutub katoda fuel cell, gas oksigen (O2) didorong gaya tekan kemudian bereaksi dengan katalis membentuk dua atom oksigen. Setiap atom oksigen ini memiliki muatan negatif yang sangat besar. Muatan negatif ini akan menarik dua ion H+ keluar dari membran PEM, lalu ion-ion ini bergabung dengan satu atom oksigen dan elektron-elektron dari luar sirkuit untuk membentuk molekul air ( H 2 O ). Pada satu unit fuel cell terjadi reaksi kimia yang terjadi di anoda dan katoda. Reaksi yang terjadi pada anoda adalah 2 H2 -> 4 H+ + 4 e-. Sementara reaksi yang terjadi pada katoda adalah 2 + 4 H+ + 4e- -> 2 H2O. Sehingga keseluruhan reaksi pada fuel cell adalah 2H2 + O2 -> 2 H2O. Hasil samping reaksi kimia ini adalah aliran elektron yang menghasilkan arus listrik serta energi panas dari reaksi. Satu unit fuel cell ini menghasilkan energi kurang lebih 0,7 volt. Karena itu untuk memenuhi energi satu baterai handphone atau menggerakkan turbin gas dan mesin mobil, dibutuhkan berlapis-lapis unit fuel cell dikumpulkan menjadi satu unit besar yang disebut sebagai fuel cell stack. Pengembangan ” fuel cell ” Para peneliti terus mengembangkan teknologi fuel cell agar lebih efisien, tidak mahal, dan mudah digunakan. Sistem fuel cell banyak mengalami pengembangan pada jenis elektrolitnya. Adanya perubahan jenis elektrolit juga merekayasa jenis material dan sistem elektrodanya. Beberapa jenis elektrolit yang telah dikembangkan para penemu antara lain cairan alkali (alkali fuel cell /AFC), cairan karbonat (molten carbonate fuel cell s/MCFC), asam fosfat (phosphoric acid fuel cell s/PAFC), membran pertukaran proton (proton exchange membrane fuel cell s/PEMFC), serta oksida padat (solid oxide fuel cell s/SOFC). Kebutuhan bahan bakar fuel cell juga bergantung pada jenis elektrolit tersebut, beberapa membutuhkan gas hidrogen murni. Sehingga dibutuhkan suatu alat yang disebut reformer untuk memurnikan bahan bakar hidrogen. Sedangkan pada elektrolit yang tidak membutuhkan gas hidrogen murni, dapat bekerja efisien pada temperatur tinggi. Dan pada beberapa elektrolit cair, membutuhkan tekanan tertentu untuk mendorong gas hidrogen. Bahan bakar yang biasanya menggunakan gas hidrogen bertekanan tinggi atau hidrogen cair bagi fuel cell, mulai mengalami perubahan seiring berkembangnya teknologi reformer. Sehingga tak perlu membawa tabung gas hidrogen atau hidrogen cair yang mudah meledak serta mahal. Salah satu jenis bahan bakar yang digunakan adalah metanol yang diubah reformer menjadi gas hidrogen. Teknologi reformer terbaru adalah menggunakan natrium borohidrida cair untuk menghasilkan gas hidrogen murni. Seperti yang dikembangkan perusahaan Millenium Cell. Reaksi kimia teknologi ini dapat digambarkan sebagai berikut : NaBH4 (aqueous solution) + 2H2O katalis 4H2 + NaBO2 (aqueous solution) + panas Teknologi perusahaan ini menunjukkan beberapa potensi kelebihan antara lain, natrium borohidrida (sodium borohydride/SBH) adalah material tidak mudah terbakar pada suhu dan tekanan ruang, dan tidak perlu murni dan dapat dilarutkan dengan air, sehingga mudah dibawa, dapat mengontrol produksi hidrogen, waktu beroperasi lebih lama. Katalis itu juga tidak menunjukkan kerusakan selama lebih dari 600 jam operasi reformer sehingga lebih tahan lama, gas hidrogen bebas dari produksi sulfur atau karbon, serta natrium borat yang dihasilkan dapat digunakan kembali untuk membentuk natrium borohidrida pada energi tertentu. Saat ini, penerapan fuel cell sebagai sumber energi sudah banyak digunakan di seluruh belahan dunia, antara lain pada mesin mobil, bus, baterai portable untuk handphone, laptop, PDA, pembangkit energi listrik, atau generator-generator pada gedung-gedung, rumah sakit, bandara, dan rumah tangga. Sementara di Indonesia, pengembangan fuel cell baru memasuki tahap pengembangan pembangkit listrik skala kecil atau sekira 2 kW dan akan dikomersialisasikan tahun 2005. Konsorsium fuel cell di Indonesia saat ini telah menghimpun berbagai lembaga dan institusi penelitian konversi energi, dan mulai melibatkan kalangan industri seperti Pertamina dan Medco group. Peran industri dan kebijakan pemerintah sangat berpengaruh bagi pengembangan teknologi fuel cell dalam rangka pasokan energi bagi masyarakat Indonesia. Sangat dibutuhkan strategi pemasaran serta investasi bagi riset dan pengembangan alat konversi energi ini. Kesempatan Indonesia untuk menerapkan fuel cell dalam rangka meningkatkan sektor industri tanpa merusak sektor pertanian dan perkebunan. Bayangkan berjuta-juta mobil lalu-lalang tanpa menghasilkan asap beracun, melainkan uap air yang mampu melestarikan dan menghijaukan dunia.*** Sumber : Pikiran Rakyat Baca Juga: Artikel sebelumnya: Anda belum mendaftar atau login, Anda dapat turut serta menuliskan artikel disini, caranya klik disini Ada pertanyaan? Ingin berdiskusi? silahkan tulis di Alpensteel Forum

Apa yang dimaksud dengan fuel cell?

Senin, 20 Oktober 2014 | 16:18 WIB | Ferial EBTKE-Tantangan terpenting yang akan dihadapi dunia kedepan, salah satunya adalah kebutuhan energi yang terus meningkat. Di satu sisi, energi jelas mempunyai peranan penting guna menciptakan ketahanan nasional. Pada dasarnya, sumber energi ada dua macam yaitu sumber energi konvensional seperti batubara, petroleum, gas alam, dan sumber energi terbarukan seperti energi matahari, fuel cell, thermo-electric generator, pembangkit listrik tenaga angin dan sebagainya.

Bersamaan dengan pencarian sumber energi terbarukan untuk jangka panjang, diperlukan juga sumber energi yang ramah secara lingkungan.
Salah satu kandidat dan sangat menjanjikan sebagai solusi sumber energi untuk masa depan dunia adalah fuel cell.
Fuel cell adalah perangkat elektro-kimia yang secara langsung mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

Dasar struktur fisik fuel cell terdiri dari lapisan elektrolit diapit oleh anoda dan katoda di sisi lain. Fuel cell memiliki potensi untuk mengganti mesin pembakaran internal di kendaraan dan menyediakan energi pada pengisian bahan bakar kendaraan serta merupakan aplikasi energi portable yanghemat, bersih, dan relatif fleksibel.

Ada banyak pilihan potensial sumber mentah dari sumber terbarukan untuk mengasilkan hidrogen. Sebagai sebuah teknologi yang secara potensi dapat dimanfaatkan secara luas untuk berbagai aplikasi -termasuk transportasi, mikro power, BTS, untuk bangunan dan didistribusikan ke aplikasi pembangkitan, dan sumber energi terpusat-, aplikasi fuel cell tersebut akan menjadi industri yang berkembang di seluruh dunia.

Pada jangka pendek, produksi hidrogen yang terdistribusi melalui reform gas alam atau dengan elektrolisis- akan menjadi pendekatan yang paling memungkinkan untuk memperkenalkan teknologi hidrogen dan awal untuk membangun sebuah infrastruktur hidrogen.

Sedangkan pada jangka panjang, fasilitas produksi hidrogen skala besar yang tersentralisasi berbasis pada produksi hidrogen melalui gasifikasi batubara dan melalui gasifikasi biomassa akan memberi keuntungan sekala ekonomi serta akan dibutuhkan untuk memnuhi kebutuhan hidrogen dan di masa yang akan datang akan memberikan efek yang positif bagi ekonomi nasional.

Berdasarkan data dari Buku Outlook Energi Indonesia 2014 ( OEI 2014) digambarkan tentang permasalahan energi saat ini serta proyeksi kebutuhan dan pasokan energi untuk kurun waktu 2012-2035. Disampaikan bahwa keterbatasan sumber daya energi menyebabkan pada tahun 2033 total produksi energi dalam negeri (fosil dan EBT) sudah tidak mampu lagi memenuhi konsumsi domestik sehingga Indonesia akan menjadi negara net importir energi untuk skenario dasar.

Pada skenario tinggi menjadi net importir energi lebih cepat lagi yaitu pada tahun 2030 karena peningkatan kebutuhan energi yang lebih tinggi. Untuk pasokan gas, Indonesia akan menjadi negara net importir gas pada tahun2023, berdasarkan data neraca gas 2012-2025. Ketergantungan impor energi yang tinggi dapat membahayakan ketahanan energi nasional, karenanya upaya-upaya seperti diversifikasi energy mutlak diperlukan.

Untuk itu seminar ini diharapkan mampu memberikan informasi terbaru tentang fuel cell dan teknologi hidrogen dan hasil dari seminar dan memotivasi para ilmuwan peneliti dan pengampu kebijakan di Indonesia, untuk menciptakan suatu penemuan baru. Sebagai salah satu sumber energi terbarukan, fuel cell dianggap sebagai solusi energi yang memiliki potensi menjanjikan.

Dengan sifatnya yang secara langsung mampu mengubah energi kimia menjadi energi listrik, fuel cell berpotensi mengganti mesin pembakaran internal pada kendaraan sekaligus menyediakan energi pada pengisian bahan bakar kendaraan tersebut. Melihat besarnya potensi dan peluang fuel cell dimasa depan di Indonesia, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) menginisiasi dibentuknya Indonesia Association Fuel Cell and Hydrogren Energy (INAFHE) sebagai wadah bagi seluruh elemen yang bergerak di bidang pengembangan fuel cell di Indonesia.

Menurut Direktur Pusat Teknologi Material BPPT yang juga adalah Ketua INAFHE, Eniya Listiani Dewi, dengan dibentuknya INAFHE diharapkan pengembangan energi fuel cell dan hidrogen di Indonesia akan lebih pesat dan terarah. “Salah satu tujuan terbentuknya INAFHE ini adalah untuk memajukan dan mengembangkan Iptek pada energi fuel cell dan hidrogen untuk kepentingan masyarakat banyak.

Tujuan inilah yang harus kita jaga dan wujudkan,” terangnya usai deklarasi penandatanganan pembentukan INAFHE, pekan lalu, di Jakarta. Dengan anggota yang berasal dari berbagai unsur, Eniya berharap INAFHE dapat memperkuat serta memperluas jaringan kerjasama lintas sektor. “Anggota INAFHE terdiri dari berbagai unsur mulai dari badan Litbang, pendidikan, pemangku kebijakan sampai pada pihak swasta, kami berharap akan membawa banyak kemudahan baik bagi pelaku bisnis maupun pemerintah dalam usaha pengembangan energi fuel cell Indonesia,”pungkasnya.

Sebagai informasi, anggota INAFHE terdiri dari BPPT, LIPI, BATAN, Kementerian ESDM, ITB, UGM, Universitas Kebangsaan Malaysia, Pertamina, Total, PT Cascadiant Indonesia dan Perusahaan Prancis Air Liquide Hydrogen, Penandatangan deklarasi dilakukan oleh seluruh perwakilan dan Anggota INAFHE dan disaksikan oleh Kepala BPPT serta Perwakilan Kedubes Perancis.

Apa yang dimaksud tenaga hidrogen?

Tidak seperti bahan bakar fosil, hidrogen adalah energi sekunder yang dapat dibuat melalui pembusukan gas alam, minyak bumi, batu bara, dan air. Jika dicairkan di bawah suhu minus 263°C, volumenya berkurang menjadi 1/800, sehingga jika dikompresi dalam tangki tekanan tinggi, mudah disimpan dan diangkut.

Apa penyebab bahan bakar fuel cell berbeda dengan bahan bakar pada umumnya?

Sel bahan bakar (bahasa Inggris: fuel cell ) adalah sebuah alat elektrokimia yang mirip dengan baterai, tetapi berbeda karena dia dirancang untuk dapat diisi terus reaktannya yang terkonsumsi; yaitu dia memproduksi listrik dari penyediaan bahan bakar hidrogen dan oksigen dari luar.

Mengapa penggunaan fuel cell penting untuk masa depan?

Fuel cell sebagai salah satu energi alternatif dianggap mampu menjawab kebutuhan akan energi terbarukan yang ramah lingkungan karena dapat diperbaharui, efisien dan juga tidak menghasilkan emisi gas buang dengan mengubah reaksi kimia hidrogen dengan oksigen menjadi energi listrik.

Apakah fuel cell ramah lingkungan?

2. Pembekuan – Jika digunakan dalam suhu yang cukup rendah, hidrogen dan oksigen sebagai sumber energi teknologi tersebut sangat rawan mengalami pembekuan. Hal ini membuat proses pembuangan pada kendaraan menjadi terhambat sehingga berpengaruh terhadap performa kendaraan itu sendiri.

Bagaimana proses produksi hidrogen?

Dewasa ini ada tiga proses dasar untuk produksi hidrogen, yaitu : proses elektrolisis air, proses pembentukan uap metan, dan proses siklus sulfur-iodin. Sumber energi untuk keperluan ketiga proses tersebut diperoleh dari pembakaran bahan bakar fosil, sehingga secara keseluruhan menurunkan tingkat efisiensi.

Mengapa fuel cell tidak memerlukan recharged seperti pada sebuah baterai?

Bus dengan teknologi Fuel Cell Usaha manusia untuk menemukan teknologi penghasil listrik yang ramah lingkungan telah banyak dilakukan. Teknologi Photovoltaics atau panel surya, pembangkit listrik tenaga angin (PLTB), teknologi microhydro, pembangkit listrik tenaga arus laut, teknologi pembangkit biomassa dan pembangkit tenaga panas bumi merupakan contoh teknologi pembangkit yang telah ditemukan dan dikembangkan manusia.

Namun ada salah satu teknologi pembangkit listrik lain yang umumnya belum diketahui oleh banyak orang.
Teknologi itu adalah Fuel Cell.
Teknologi yang dipandang lebih efisien dan ramah lingkungan karena dapat menghasilkan listrik dari hidrogen dan hanya menghasilkan air sebagai produk buangan.
Hydrogen + Oxygen = Electricity + Water Vapor Fuel Cell adalah sebuah alat konversi elektrokimia yang menghasilkan listrik dari hasil reaksi antara hidrogen dan oksigen.

Fuel Cell bekerja seperti baterai, hanya saja tidak memerlukan pengisian ulang/ recharging karena akan terus menerus menghasilkan listrik selama bahan bakarnya, hidrogen dan oksigen terpenuhi. Sebuah Fuel Cell memiliki dua elektroda yaitu elektroda positif (katoda) dan elektroda negatif (anoda).

Pada elektroda tersebut terjadi reaksi yang menghasilkan listrik. Selain itu terdapat juga elektrolit yang terletak diantara kedua elektroda yang berfungsi membawa muatan-muatan listrik dari satu elektroda ke elektroda lain dan juga katalis untuk mempercepat reaksi yang terjadi pada elektroda. Prosesnya yang terjadi pada Fuel Cell adalah bahan bakar Fuel Cell yakni hidrogen akan diumpan ke anoda dan udara diumpan ke katoda.

Katalis pada Fuel Cell akan memisahkan hidrogen menjadi proton dan elektron. Kedua partikel tersebut akan berpindah dengan jalur yang berbeda menuju katoda dimana elektron yang bermuatan negatif menggunakan sirkuit eksternal yanag akan menghasilkan arus listrik dan proton yang bermuatan positif berpindah melewati elektrolit bergabung dengan oksigen untuk menghasilkan air dan panas. Diagram Blok Fuel Cell Fuel Cell dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis bergantung pada jenis elektrolit yang digunakan. Klasifikasi ini akan menentukan jenis reaksi elektrokimia yang terjadi, jenis katalis yang diperlukan, kisaran suhu yang diperlukan, bahan bakar yang diperlukan serta faktor-faktor lainnya.

Beberapa jenis Fuel Cell antara lain : 1.
Polymer electrolyte membrane (PEM) Fuel Cell Menggunakan bahan polimer padat sebagai elektrolit dan karbon berongga sebagai elektroda.
PEM hanya memerlukan hidrogen, oksigen dari udara dan air.
PEM juga beroperasi dalam rentang suhu relatif rendah sekitar 80°C (176°F) 2.

Direct Methanol Fuel Cells Menggunakan metanol, etanol dan bahan bakar hidrokarbon yang direformasi untuk menghasilkan hidrogen. Sering digunakan untuk menyediakan energi untuk aplikasi portabel seperti laptop dan telepon seluler 3. Reversible Fuel Cells Sama seperti jenis Fuel Cells lainnya namun pada RFC menggunakan listrik dari sel surya, tenaga angin ataupun sumber lain untuk memisahkan air menjadi oksigen dan hidrogen dengan proses elektrolisis.

Pengembangan Fuel Cells saat ini masih difokuskan pada pengembangan jenis elektrolit dan elektrodanya. Para peneliti terus berupaya menemukan jenis elektrolit dan elektroda yang dapat meningkatkan energi yang dihasilkan yang dapat menekan biaya produksi. Selain itu kebutuhan bahan bakar Fuel Cell berupa hidrogen murni memerlukan alat yang dapat khusus memurnikan hidrogen.

Negara yang konsisten mengembangkan Fuel Cells antara lain Jerman, Jepang dan Korea Selatan. Jerman mengumumkan telah berhasil mengembangkan kereta api berbahan bakar hidrogen Fuel Cell pertama di dunia yang diberi nama The Coradia iLint. Kereta tersebut diproyeksikan mulai beroperasi pada tahun 2021.

Orea Selatan melalui perusahaan otomotif raksasanya Hyundai berhasil mengembangakan mobil hidrogen Fuel Cell Hyundai Neko yang berhasil meraih bintang lima dalam penilaian Euro NCAP.
Mobil tersebut menjadi yang pertama di dunia meraih bintang lima dalam penilaian tersebut,
Jepang memulai pembangunana pembangkit Fuel Cell 10 MW yang diberi nama Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R),

Teknologi Fuel Cell menjadi jawaban atas tuntunan untuk mencari teknologi yang ramah lingkungan. Bayangkan saja hasil buangan dari prosesnya hanya uap air yang tidak mencemari lingkungan. Sehingga bukan tidak mungkin dengan teknologi Fuel Cell kita akan melihat berjuta-juta mobil lalu lalang dijalan tanpa menghasilkan gas beracun, melainkan uap air yang tidak menimbulkan pencemaran lingkungan Referensi : “Energi Indonesia.”,

Available: http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1111012997&6. “Fuel Cells | Department of Energy.”, Available: https://www.energy.gov/eere/fuelcells/fuel-cells. “Could the Okanagan’s transit future be hydrogen powered rail? | CBC News.”, Available: https://www.cbc.ca/news/canada/british-columbia/could-the-okanagan-s-transit-future-be-hydrogen-powered-rail-1.4871090.

“Hyundai Nexo hydrogen fuel cell car earns five stars in Euro NCAP safety testing.”, Available: https://www.telegraph.co.uk/cars/news/hyundai-nexo-hydrogen-fuel-cell-car-earns-five-stars-euro-ncap/. “Japan hits the gas on 10MW hydrogen plant construction — Energy Live News — Energy Made Easy.”,

Bagaimana proses terbentuknya gas hidrogen sebagai bahan bakar mobil hidrogen?

Pembahasan –

Fuel Cell adalah suatu teknologi yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar untuk menghasilkan elektron, proton, panas dan air. Teknologi fuel cell ini didasarkan pada prinsip reaksi pembakaran sederhana yaitu berupa pemecahan air menjadi hydrogen dan oksigen yang selanjutnya akan terjadi reaksi bolak balik seperti berikut ini:
2H₂ + O₂ ⇄ H₂O
Di dalam reaksi tersebut, Hidrogen disuplai ke kutub anoda atau kubub negatif dari fuel cell ketika Oksigen disuplai ke kutub Katoda atau kutub positif dan melalui reaksi kimia, hidrogren dibelah menjadi elektron dan proton.

Setiap bagian proton dan elektron tersebut melewati jalur yang berbeda menuju katoda. Elektron dialirkan melalui jalur tertentu sehingga terjadilah aliran elektron yang kita sebut arus listrik untuk mensuplai energy yang kita butuhkan. Sedangkan proton akan mengalir melaui elektrolit dan akhirnya keduanya disatukan kembali di kutub katoda dan bereaksi dengan oksigen yang berasal dari udara kemudian menghasilkan produk yang tidak berbahaya yaitu air.

Teknologi Fuel cell sendiri sangat sederhana dan tidak terlalu rumit.
Selain itu, fuel cell nyaris tidak memiliki emisi yang buruk dengan kata lain zero emission karena emisi yang dikeluarkan adalah berupa air.
Dan satu lagi keunggulan dari fuel cell yaitu tidak berisik.
Tidak seperti dengan menggunakan mesin yang dimana memakai bahan bakar untuk meledakan ruang di dalam piston sehingga bisa menggerakan piston untuk menggerakan mobil sehingga menimbulkan suara yang berisik, Fuel cell hanya menggunakan reaksi kimia yang tidak berbahaya sehingga tidak menimbulkan suara berisik.

Selain teknologi fuel cell sebagai sumber energy, ada pula solar cell atau panel surya yang juga sedang dikembangkan sebagai teknologi energy alternative. Hamper sama seperti fuel cell, teknologi solar cell juga nol emisi karena menggunakan energy cahaya matahari kemudian diubah menjadi energy listrik untuk dipakai sesuai kebutuhan misalnya sebagai tenaga penggerak mesin mobil.

Saat cahaya matahari sampai ke permukaan panel surya, maka energi cahaya akan mengakibatkan elektron yang terdapat di dalam panel surya terus bergerak melintasi konduktor dan berubah menjadi energi listrik.
Energi listrik inilah yang kemudian dapat menggerakkan mesin mobil pada mobil tenaga surya.
Jika memakai bahan bakar berupa bensin, maka akan menghasilkan polutan berupa karbon dioksida, karbon monoksida, sulfur oksida, nitrogen oksida dan lain sebagainya.

Pencemaran akibat dari karbon dioksida menyebabkan:

Efek rumah kaca
Pemanasan global
Mencairnya es di kutub
Naiknya permukaan air laut.
Perubahan iklim yang menjadi tidak dapat di prediksi.
Terjadinya banyak badai.

Pencemaran akibat dari karbon monoksida menyebabkan:

Terganggunya sistem pernapasan
Kurangnya oksigen dalam tubuh
Hemoglobin lebih suka mengikat karbon monoksida disbanding mengikat oksigen.

Pencemaran akibat dari sulfur oksida maupun nitrogen oksida menyebabkan:

Hujan asam
Perairan menjadi asam sehingga hewan dan tumbuhan air menjadi mati
Tanah menjadi asam sehingga tidak dapat ditanami
Besi pada bangunan menjadi korosi.

Hidrogen dan nitrogen Apa Bedanya?

Nitrogen adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Hidrogen adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol H dan nomor atom 1.

Hidrogen bertemu oksigen jadi apa?

Hidrogen ketemu oksigen jadi molekul air. Logam natrium ketemu asam klorida jadi natrium klorida.

Bagaimana cara kerja mesin tenaga hidrogen?

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Kendaraan hidrogen adalah kendaraan yang mempergunakan gas hidrogen sebagai bahan bakarnya, Kendaraan ini tidak terbatas pada mobil saja, melainkan telah ada pesawat udara yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakarnya. Pada prinsipnya kendaraan hidrogen menggunakan sebuah alat yang dinamakan fuel cell atau sel bahan bakar yang membutuhkan gas hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan listrik setelah melalui sebuah melalui proses reaksi kimia terlebih dahulu pada alat tersebut.

Itulah sebabnya pada kendaraan hidrogen biasanya terdapat tabung gas yang berfungsi layaknya tangki bensin pada mobil biasa. Hasil dari reaksi kimia pada alat ini hanyalah uap air. Jadi bisa dibilang kendaraan hidrogen adalah kendaraan yang sangat ramah lingkungan. Listrik yang dihasilkan dari sel bahan bakar tersebut lalu digunakan oleh mesin listrik untuk memutar roda mobil.

Itulah mengapa kadang mobil hidrogen juga sering dikategorikan sebagai mobil listrik karena memang menggunakan mesin listrik dan juga baterai layaknya pada mobil listrik biasa. Yang membedakan tentu saja bagaimana kedua jenis mobil tersebut mendapatkan energi listriknya.

Kalau mobil listrik harus mengisi ulang baterainya agar mobil bisa bekerja, sedangkan mobil hidrogen harus mengisi ulang tabung gasnya dengan hidrogen agar mobil tetap bisa bekerja. Kelebihan kendaraan hidrogen dibandingkan dengan kendaraan listrik yaitu mampu beroperasi dengan jarak tempuh yang lebih jauh dibandingkan dengan mobil listrik biasa karena tidak bergantung sepenuhnya pada baterai melainkan pada kapasitas tabung gas yang dimilikinya.

Pada dasarnya kendaraan seperti ini ramah lingkungan karena tidak menggunakan bahan bakar konvensional seperti minyak yang biasanya akan menimbulkan polusi dan efek rumah kaca.

Apakah hidrogen bisa menjadi bahan bakar?

BBH atau bahan bakar hidrogen ( bahasa Inggris : fuel cell ) adalah sumber energi masa depan bersifat ecoenergy dengan proses pembakaran yang hanya menghasilkan air dan energi ( listrik dan panas ). BBH berbeda dengan kerja aki. Jika aki menghabiskan zat dari dalam untuk bekerja, sel bahan bakar memanfaatkan zat dari luar, seperti hidrogen dan oksigen, dan terus bekerja tanpa henti selama sumber bahan bakar tersedia 3).

Apa saja sumber energi dari alam dalam bentuk energi konvensional?

Monday, 20 October 2014 | 16:18 WIB | Ferial EBTKE-Tantangan terpenting yang akan dihadapi dunia kedepan, salah satunya adalah kebutuhan energi yang terus meningkat. Di satu sisi, energi jelas mempunyai peranan penting guna menciptakan ketahanan nasional. Pada dasarnya, sumber energi ada dua macam yaitu sumber energi konvensional seperti batubara, petroleum, gas alam, dan sumber energi terbarukan seperti energi matahari, fuel cell, thermo-electric generator, pembangkit listrik tenaga angin dan sebagainya.

Bersamaan dengan pencarian sumber energi terbarukan untuk jangka panjang, diperlukan juga sumber energi yang ramah secara lingkungan.
Salah satu kandidat dan sangat menjanjikan sebagai solusi sumber energi untuk masa depan dunia adalah fuel cell.
Fuel cell adalah perangkat elektro-kimia yang secara langsung mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

Ada banyak pilihan potensial sumber mentah dari sumber terbarukan untuk mengasilkan hidrogen.
Sebagai sebuah teknologi yang secara potensi dapat dimanfaatkan secara luas untuk berbagai aplikasi -termasuk transportasi, mikro power, BTS, untuk bangunan dan didistribusikan ke aplikasi pembangkitan, dan sumber energi terpusat-, aplikasi fuel cell tersebut akan menjadi industri yang berkembang di seluruh dunia.

Pada skenario tinggi menjadi net importir energi lebih cepat lagi yaitu pada tahun 2030 karena peningkatan kebutuhan energi yang lebih tinggi.
Untuk pasokan gas, Indonesia akan menjadi negara net importir gas pada tahun2023, berdasarkan data neraca gas 2012-2025.
Etergantungan impor energi yang tinggi dapat membahayakan ketahanan energi nasional, karenanya upaya-upaya seperti diversifikasi energy mutlak diperlukan.

Dengan sifatnya yang secara langsung mampu mengubah energi kimia menjadi energi listrik, fuel cell berpotensi mengganti mesin pembakaran internal pada kendaraan sekaligus menyediakan energi pada pengisian bahan bakar kendaraan tersebut.
Melihat besarnya potensi dan peluang fuel cell dimasa depan di Indonesia, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) menginisiasi dibentuknya Indonesia Association Fuel Cell and Hydrogren Energy (INAFHE) sebagai wadah bagi seluruh elemen yang bergerak di bidang pengembangan fuel cell di Indonesia.

Tujuan inilah yang harus kita jaga dan wujudkan,” terangnya usai deklarasi penandatanganan pembentukan INAFHE, pekan lalu, di Jakarta. Dengan anggota yang berasal dari berbagai unsur, Eniya berharap INAFHE dapat memperkuat serta memperluas jaringan kerjasama lintas sektor. “Anggota INAFHE terdiri dari berbagai unsur mulai dari badan Litbang, pendidikan, pemangku kebijakan sampai pada pihak swasta, kami berharap akan membawa banyak kemudahan baik bagi pelaku bisnis maupun pemerintah dalam usaha pengembangan energi fuel cell Indonesia,”pungkasnya.

Apa fungsi dari sel bahan bakar?

Sel Bahan Bakar dari Enzim Sel bahan bakar mulai diminati karena bebas polusi. Koran Tempo menurunkan artikel ilmu pengetahuan tentang kereta api berpenggerak sel bahan bakar yang telah dibuat di Jepang. Tapi kebanyakan sel bahan bakar berbasis katalis kimia dan menggunakan bahan bakar hidrogen serta oksigen.

Sehingga penggunaannya terbatas pada mesin-mesin besar, seperti mobil hibrida dan kereta.
Padahal, kalau sel bahan bakar ditujukan untuk pengganti baterai konvensional, tentu harus dapat digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk yang kecil, dari senter, jam dinding, sampai alat medis.
Menggunakan sel bahan bakar dengan hidrogen tentu menjadi tidak efisien untuk kepentingan seperti itu.

Tidak adakah alternatif pengembangannya Jawabannya ada, yaitu menggunakan sel bahan bakar dari enzim atau dikenal dengan nama biofuel cell. Sel bahan bakar dari enzim menggunakan bahan bakar glukosa dan enzim PQQ glukosa dehidrogenase sebagai katalis.

Glukosa, yang setelah bercampur enzim, akan menghasilkan senyawa glukono-delta-lakton dan satu elektron. Ide ini muncul dari alat ukur gula darah yang digunakan penderita diabetes melitus. Alat ukur yang dahulu menggunakan enzim glukosa okidase sekarang diganti enzim PQQ glukosa dehidrogenase yang memiliki akurasi, efisiensi, dan kecepatan ukur lebih baik.

Penulis terlibat penelitian itu di Jepang dan Indonesia. Karena dalam reaksi enzim saat mengukur gula menghasilkan elektron, dalam prinsipnya dapat digunakan untuk membangun sel bahan bakar dari enzim. Menggunakan enzim PQQ glukosa dehidrogenase sebanyak 100 unit pada anodanya dan enzim bilirubin oksidase sebanyak 5 unit pada katodanya, dalam eksperimen dengan sirkuit terbuka bertegangan 600 mV dapat dihasilkan kerapatan daya 61 mikro ampere/cm2 serta kerapatan tenaga 18 mikro watt/cm2.

Jumlah itu cukup untuk menggerakkan alat pengukur gula darah yang bertenaga internal. Karena enzim adalah molekul biologi yang dapat rusak, usia sel bahan bakar dari enzim ini ada batasnya. Menggunakan enzim PQQ glukosa dehidrogenase asli, sel ini dapat bekerja selama 5 jam. Tapi, bila menggunakan enzim sama yang telah direkayasa protein sehingga lebih stabil, sel bahan bakar ini dapat bertahan sampai 22 jam.

Bahan bakar tidak hanya glukosa. Karena dapat mengenali substrat yang sejenis, enzim PQQ glukosa dehidrogenase pun dapat mengkatalis reaksi terhadap laktosa, maltosa, dan galaktosa. Bila bahan bakar yang digunakan glukosa, energi yang dihasilkan dihitung 100 persen, sel bahan bakar dari enzim ini menghasilkan energi 59 persen dengan laktosa dan 56 persen ketika menggunakan maltosa dan galaktosa.

Artinya, bila glukosa murni tidak ada, sumber gula lain yang lebih banyak dan murah tersedia, seperti gula pasir pun dapat digunakan. Untuk apa kegunaan dari sel bahan bakar dari enzim ini Saat ini yang paling diharapkan adalah untuk digunakan sebagai penggerak alat pengukur gula darah yang dicangkokkan di bawah kulit penderita diabetes melitus.

Pada konsentrasi rata-rata glukosa dalam darah yang sebesar 5mM, sel bahan bakar ini bekerja dengan baik. Jadi alat pengukur tipe cangkokan yang lebih nyaman karena tidak melukai ini dapat bekerja aman dengan baterai alami terbuat dari enzim dan bahan bakar gula yang sudah berada dalam aliran darah.

Sudomo Susilo Budiman