energi lihat situs sponsor
 
Jumat, 21 September 2018  
 


kembali ke depan »  
Artikel-artikel populer :
» daftar artikel

"Fuel-Cell", dari Baterai Portabel sampai Pembangkit Listrik
Redaksi Kompas

SAMPAI saat ini memang belum ada jenis sumber tenaga listrik yang memiliki rentang pemakaian yang sangat luas seperti sumber energi fuel-cell. Perangkat yang sekarang kebanyakan masih dalam bentuk prototipe ini selain belakangan banyak dikembangkan untuk kebutuhan produk elektronik portabel, seperti telepon seluler, juga dipersiapkan untuk kebutuhan otomotif dan pembangkit listrik.Gema pengembangan baterai yang sangat ramah lingkungan ini, terutama untuk kebutuhan barang-barang elektronik ringkas. Bahkan para pengamat banyak memperkirakan tidak sampai lima tahun mendatang baterai dengan bahan bakar gas hidrogen ini akan mulai bersaing dengan baterai-baterai konvensional, baik baterai kering maupun baterai isi ulang, yang membahayakan lingkungan.

Segi menarik dari sumber tenaga kecil ini antara lain menawarkan bobot yang ringan untuk kebutuhan seperti telepon seluler generasi ketiga, notebook, PDA, dan perangkat elektronik kecil lainnya. Yang lebih mengagumkan adalah kemampuan menghasilkan listrik yang lebih lama dibandingkan baterai konvensional dengan besar yang sama.

Pengembangan dalam dunia otomotif tidak kalah menariknya, seperti percobaan yang dilakukan perusahaan otomotif raksasa Jerman, DaimlerChrysler. Sampai tahun lalu perusahaan dari Jerman ini sudah memperkenalkan prototipe yang kelima dan pada Necar 5 sudah lebih spesifik, bukan lagi hanya menggunakan hidrogen, tetapi bahkan metanol sebagai bahan bakar untuk sumber listrik fuel-cell.

Selain perusahaan Jerman ini, produsen otomotif AS General Motor juga melakukan pengembangan yang sama. Perusahaan otomotif Jepang, Honda dan Toyota tidak mau ketinggalan, bahkan Toyota pertengahan bulan lalu mengatakan telah mengembangkan dua kendaraan hibrida fuel-cell bekerja sama dengan pembuat truk Hino Motors.

Perusahaan lain seperti BMW sepuluh hari lalu juga memperkenalkan kendaraan dengan bahan bakar hidrogen di Los Angeles, AS. Hanya bedanya kendaraan ini mempergunakan bahan bakar hidrogen dalam sistem mesin pembakaran dalamnya, bukan untuk membangkitkan listrik penggerak motor listrik.

Pembangkit listrik ukuran sedang antara lain dikembangkan Greenvolt Power Corp. Perusahaan ini bahkan sudah siap mengirimkan pembangkit listrik berkapasitas 200 kW PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell ) pada bulan Juli ini. Pembangkit berbobot 30 ton ini mempergunakan bahan bakar gas alam tanpa mempergunakan mesin pembakaran yang selama ini biasa digunakan.

PADA dasarnya fuel-cell ini adalah baterai yang relatif sederhana dibandingkan jenis baterai lain yang bisa membangkitkan listrik arus searah. Bahkan teknologi pembangkit listrik ini sudah ada sejak lebih dari 150 tahun yang lalu, meskipun waktu itu pengembangannya banyak menemui hambatan sampai akhirnya tertinggal dibanding dengan teknologi lain.

Sejak cara pembangkitan listrik terjadi secara kimiawi, mesin ini menjadi sangat senyap, jauh dari polusi suara yang dihasilkan sistem pembakaran dalam, apalagi mesin diesel. Maka dalam dunia otomotif mesin fuel-cell lebih sebagai mesin pembangkit listrik untuk menggerakkan motor listrik.

Hanya uniknya mesin ini juga "memakan" bahan bakar, meski tanpa melalui sistem pembakaran sebagaimana biasa dikenal selama ini. Inti kerjanya sangat sederhana, yaitu mempertemukan unsur hidrogen-bisa didapat dari bahan bakar hidrokarbon seperti gas alam, metanol, dan bahkan bensin-dengan oksigen dari udara bebas, menghasilkan uap air dan aliran elektron atau listrik.

Maka istilah fuel-cell sendiri kalau diterjemahkan menjadi sel bahan bakar bisa menimbulkan pengertian yang berbeda. Istilah ini berasal dari teknologi baterai, di mana kata "cell" merupakan sebutan bagi pasangan anoda dan katoda (plat positif dan negatif). Istilah fuel-cell tidak dipergunakan pada awal-awal penemuannya, mereka lebih menggunakan nama sesuai nama penemu atau istilah seperti "gas battery".

"Karena fuel-cell dan baterai bekerja secara serupa, maka terminologi fuel-cell pada dasarnya berarti satu tipe baterai yang mempergunakan aliran bahan bakar secara tetap untuk bisa menghasilkan listrik," kata Hal Wallace, ahli sejarah bidang koleksi kelistrikan pada National Museum of American History yang dihubungi Kompas melalui email.

Dalam pengembangannya, sekalipun mempergunakan prinsip kerja yang sama, namun variasinya cukup banyak. Mesin fuel-cell besar tidak bisa dibuat kecil hanya dengan cara mengecilkan skalanya saja, demikian pula sebaliknya.

Pembangkit listrik seperti halnya listrik PLN selain memerlukan fuel-cell berkapasitas besar, juga membutuhkan inverter untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik untuk bisa diinterkoneksikan dengan jaringan listrik yang ada. Selain itu membutuhkan konverter untuk mengubah bahan bakar hidrokarbon menjadi gas yang kaya dengan hidrogen, proses ini yang semakin menambah kompleksitas mesin fuel-cell.

MESKIPUN beberapa pengembang mempergunakan bahan bakar hidrogen murni yang disimpan secara kimiawi dalam sebuah tabung yang kuat, kebanyakan perancang memilih bahan bakar seperti metanol. Selain lebih murah, tersedia secara luas, dan bisa diperlakukan seperti bensin, metanol juga tidak seberbahaya hidrogen.

Maka tidaklah salah jika DaimlerChrysler memilih mengembangkan kendaraan berbahan bakar alternatif ini lebih pada metanol. Bukan saja pemakai tidak perlu terlalu banyak mengubah kebiasaan, seperti mengisi bensin biasa, jaringan pompa bensin dengan mudah bisa digunakan untuk metanol dengan sedikit modifikasi, tanpa harus membangun baru.

Bandingkan cara ini dengan sistem mobil listrik biasa, yang harus membawa banyak aki untuk menyimpan listrik, dengan waktu pengisian bisa semalam suntuk. Dengan fuel-cell orang cukup mengisi kembali metanol yang habis dan mesin sudah langsung bekerja kembali, tidak ada ledakan (kebisingan), dan gas buang sangat ramah lingkungan, karena hanya berupa panas dan uang air saja.

Teknologi yang sekarang tengah diperjuangkan adalah upaya membuat fuel-cell langsung. Artinya, bahan bakar hidrokarbon bisa langsung digunakan tanpa harus melalui sebuah "reformer" untuk mengambil unsur hidrogennya saja, karena alat ini bukan hanya menambah kompleksitasnya, tetapi juga banyak memakan tempat dan berat.

Cara langsung yang akan menjadi mesin fuel-cell mikro untuk kebutuhan portabel ini mempergunakan media membran untuk pertukaran proton atau PEM (proton exchange membrane ). Membran yang bisa terbuat dari bahan polimer khusus atau cairan elektrolit konduktif ini memungkinkan ion positif melintas dan memblok elektron.

Kemajuan dalam bidang pembuatan mikrochip juga dimanfaatkan untuk bisa memproduksi fuel-cell mikro berharga murah dan produksi dalam volume tinggi, seperti yang dilakukan para peneliti Motorola dan Los Alamos National Laboratory di AS.

Pendekatan lain dilakukan perusahaan Medis Technologies dari Israel yang bersama kelompok Sagem Group (pembuat telepon seluler Perancis) membangun pabrik yang mampu memproduksi micro fuel cell dalam setahun. Baterai buatan Medis ini dapat mempergunakan etanol yang sangat bermanfaat bagi mereka yang tengah melakukan perjalanan, jika kehabisan baterai bisa mempergunakan minuman keras seperti vodka dari sebuah minibas di hotel. (awe)

Sumber : Kompas (22 Juli 2001)

» kirim ke teman
» versi cetak
revisi terakhir : 12 Oktober 2003

  Dikelola oleh TGJ LIPI Hak Cipta © 2000-2018 LIPI