Forum Sains Indonesia

Ilmu Terapan => Ilmu Teknik => Teknik Lingkungan => Topik dimulai oleh: topazo pada April 16, 2012, 03:10:30 AM

Judul: Fuel Cell Sebagai Alternatif Energi Masa Depan
Ditulis oleh: topazo pada April 16, 2012, 03:10:30 AM
Seiring isu kenaikan dan kelangkaan bbm dan polusi dari kendaraan combustion engine (mesin mobil konvensional), dunia mulai mencari kendaraan alternatif lain dalam melakukan transportasi. Orang mulai melirik kendaraan hibrida, yaitu kendaraan yang bertenaga campuran dari bbm dan teknologi listrik (Misalnya Toyota Prius, Honda Civic Hybrid, Atau yang baru masuk ke Indonesia, Toyota Camry Hybrid).

Lalu, seiring waktu orang pun berlomba2 untuk menciptakan mobil murni bertenagakan listrik yang disimpan dalam baterai, agar jalanan bebas dari polusi BBM. Namun, jika kita memikirkan lebih dalam, mobil listrik bertenagakan baterai ini sama saja berpolusinya dan tidaklah memecahkan masalah krisis bbm dan energi yang melanda. Kenapa? Karena listrik di dalam baterei datangnya dari generator listrik, di indonesia generator listrik ini di atur oleh PLN, dan mayoritas tenaganya berasal dari energi diesel yang juga merupakan BBM (PLTD), dan ini tidaklah menyelesaikan masalah, memang, kendaraannya bebas polusi, tapi pembangkit listriknya?
Kendaraan murni baterai pun mempunyai beberapa kelemahan, seperti beratnya baterai untuk disimpan dalam kendaraan, dan yang sangat krusial dalam perkembangan mobil baterai saat ini, adalah proses pengisian listriknya yang sangat lama (charging)... Saya pernah nonton sebuah acara automotive yang mencoba mobil bertenaga baterai, mereka mencoba lintas negara dengan sebuah mobil listrik... Hasilnya, mereka harus bermalam di sebuah cafe dan meminjam stop kontak cafe untuk mencharge mobilnya... Untuk 100 km an, mereka harus mencharge mobil seharian!... Bayangkan kalau jaraknya 1000 km... Kapan sampainya...

Nah, dalam posting kali ini saya akan membahas energi listrik dalam kendaraan yang ramah lingkungan, dan mudah2an bisa menggantikan (atau lebih tepatnya menyempurnakan) baterai dalam hal transportasi, dan juga terbuka untuk solusi energi listrik masa depan. Nama teknologinya adalah Fuelcell, atau sel bahan bakar.
Secara singkat, sel bahan bakar adalah sebuah alat yang mirip dengan baterai, bedanya, kalau baterai, ketika kita ingin mengisi listrik ke dalam baterai, kita harus me"nyetrum" nya secara langsung... Ini bermasalah kalau saja pas mau mengisi baterai, listriknya tidak ada, atau lagi mati lampu...
Nah, untuk sel bahan bakar, ketika kita ingin mendapatkan listrik dari sel bahan bakar, kita harus memasukkan bahan bakarnya langsung ke alat, biar alatnya bisa menghasilkan listrik (ibarat seperti mengisi bensin)...
Untuk bahan bakarnya, ada beragam bahan bakar untuk sel bahan bakar, seperti gas hidrogen, etanol (etil alkohol), metanol (metil alkohol), bahkan beberapa peneliti bisa membuat fuel cell dengan bahan bakar bensin biasa...
Oh iya, sebenarnya teknologi sel bahan bakar secara keseluruhan adalah kerjasama antara baterai dan sel bahan bakar, di mana sang sel bahan bakar "menciptakan" listrik, lalu dialirkan ke baterai untuk disimpan...

Dengan teknologi ini, teknologi akan melangkah menjadi lebih "hijau", dan tidak bergantung pada BBM fosil lagi (etil alkohol/etanol/bioetanol, bisa dihasilkan dari proses fermentasi gula, yang bisa dari mana saja asalnya)...

Ini salah satu reaksi dari sel bahan bakar (dengan bahan bakar etanol)...

Anoda :
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/math/2/a/8/2a8c7fe47229e6a6d5640a3cd724e6e9.png)
Katoda :
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/math/a/b/c/abcc61a1a992278acab84cc318fdc446.png)
Keseluruha Reaksi :
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/math/2/a/9/2a931ab4da28127a2fbc3eebffbda74d.png)

Memang, kalau dilihat, sel bahan bakar (etanol) mengeluarkan air dan karbon dioksida sebagai hasil akhirnya, namun begitu juga manusia kan... Lagipula, karbon dioksida murni adalah gas yang sangat natural, dan gampang diserap kembali ke alam (dibanding karbon monoksida, timbal, dll, yang dikeluarkan dari mesin konvensional)...

Ini salah satu kendaraan berbasis sel bahan bakar (Hidrogen), yang hasil akhirnya hanya air... (tapi menurut saya agak repot, produksi hidrogen masih susah)...

Honda FCX Clarity
http://www.youtube.com/watch?v=Vocy_LmpZlM

Apakah aplikasinya cuman untuk kendaraan... Tentu tidak, ini prototype sebuah handphone Toshiba dengan basis fuel cell (metanol)...
http://www.youtube.com/watch?v=wmdEQ5pb3Dk
Hapenya tahan 13 hari lo, kalau metanolnya udah habis, tinggal diisi lagi dengan cepat...
Judul: Re:Fuel Cell Sebagai Alternatif Energi Masa Depan
Ditulis oleh: septyanyuswanto pada Mei 30, 2012, 12:32:52 PM
saya menyukai artikel ini, ini topik yang bagus. mudah-mudahan masa depan alat ini berkembang
Judul: Re:Fuel Cell Sebagai Alternatif Energi Masa Depan
Ditulis oleh: A pada April 07, 2013, 02:45:14 PM
Sorry nih bro ngeralat. Fuel cell ngga merluin senyawa alkohol kok buat bahan bakarnya. Cuma butuh oksigen dan hidrogen aja. Plus elektroda tentunya, dan sedikit KOH sbg neutralizer. Buangannya cuma air dan sisa oksigen. Fuel cell ngga hasilin energi dari pembakaran, tapi energi listrik hasil reaksi elektrokimia yg ngalirin elektron, listrik yg dihasilkan dipakai untuk nggerakin motor sehingga mesin bisa jalan.
Judul: Re:Fuel Cell Sebagai Alternatif Energi Masa Depan
Ditulis oleh: topazo pada April 07, 2013, 03:04:49 PM
Bahan bakar untuk fuel cell bukan hanya gas hidrogen murni, tapi bisa juga berbentuk ethanol ataupun methanol... Kalau hidrogen sebagai bahan bakar, maka bahan buangannya air... Kalau bahan bakarnya alkohol (ethanol ataupun methanol), maka buangannya adalah air plus karbon dioksida (coba lihat perhitungan di artikel)...
http://en.wikipedia.org/wiki/DMFC
http://en.wikipedia.org/wiki/DEFC

Memang, yang digunakan sejatinya adalah pertukaran ion hidrogen (H+), tapi ion hidrogen tidak hanya didapatkan dari gas hidrogen saja... Dari alkohol bisa, bahkan dari hidrokarbon seperti bensin pun bisa dibuat fuel cell...
http://en.wikipedia.org/wiki/Solid_oxide_fuel_cell

BSJS...
Judul: Re:Fuel Cell Sebagai Alternatif Energi Masa Depan
Ditulis oleh: A pada April 07, 2013, 11:31:18 PM
Bahan bakar untuk fuel cell bukan hanya gas hidrogen murni, tapi bisa juga berbentuk ethanol ataupun methanol... Kalau hidrogen sebagai bahan bakar, maka bahan buangannya air... Kalau bahan bakarnya alkohol (ethanol ataupun methanol), maka buangannya adalah air plus karbon dioksida (coba lihat perhitungan di artikel)...
http://en.wikipedia.org/wiki/DMFC
http://en.wikipedia.org/wiki/DEFC

Memang, yang digunakan sejatinya adalah pertukaran ion hidrogen (H+), tapi ion hidrogen tidak hanya didapatkan dari gas hidrogen saja... Dari alkohol bisa, bahkan dari hidrokarbon seperti bensin pun bisa dibuat fuel cell...
http://en.wikipedia.org/wiki/Solid_oxide_fuel_cell



BSJS...

Iya setuju, iya itu kan advanced fuel cell, maksudnya tadi itu prinsip dasar teknologi fuel cell bekerja.
Judul: Re:Fuel Cell Sebagai Alternatif Energi Masa Depan
Ditulis oleh: topazo pada April 08, 2013, 07:28:16 AM
Iya, sengaja saya tekankan ke pop science nya daripada ke reaksi kimia dan dasar kerja fuel cell, biar lebih menarik, terus saya juga bukan ahli fuel cell, jadi mending mengupas kulitnya saja...
Lagipula, saya menyodorkan bahan bakar lain selain gas hidrogen, biar kita tidak terjebak tentang fuel cell itu mahal, hidrogen itu mahal, hidrogen susah disimpan dan ditransportasikan, hidrogen takut meledak seperti Hindenburg, dan kawan2... Padahal bahan bakar fuel cell tidak harus gas hidrogen murni, bahkan juga tidak harus berbentuk gas...

Permasalah fuel cell sekarang hanyalah katalis yang mahal, serta membran (khusus untuk fuel cell tipe proton exchange) yang mahal juga...
membran mahal sudah dipecahkan oleh membran ThamrIon buatan BPPT, sekarang tinggal mencari katalis murah efektif efisien non logam mulia... Mungkin bakal terwujud lewat teknologi nano, atau mungkin ada solusi lainnya...