Logam Seng Gantikan BBM

<!– @page { size: 8.5in 11in; margin: 0.79in } P { margin-bottom: 0.08in } –>

Eniya Listiani Dewi *

Bagai pepatah tidak ada rotan akar pun jadi, tidak ada minyak, logam pun bisa berfungsi. Inilah mungkin penyelesaian teknologi menghadapi kenaikan harga BBM dengan sama sekali tidak menggunakan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi.

Kemajuan pada teknologi transportasi di antaranya adalah terwujudnya kendaraan yang irit bahan bakar minyak (BBM) dengan menaikkan efisiensi mesin, kendaraan hibrid yang merupakan gabungan antara listrik dan BBM, juga terdapat pula kendaraan listrik yang dihasilkan dari solar cell atau tenaga matahari walau belum dipasarkan, telah menjadi alternatif lain penanggulangan masalah BBM.

Terakhir, yang sekarang sedang menjadi tren teknologi ramah lingkungan adalah kendaraan fuel cell. Di mana bahan bakar yang digunakan adalah hidrogen, metanol, atau gas alam lain, kemudian direaksikan dengan oksigen pada udara dengan menghasilkan listrik, air, dan panas.

Telah banyak tulisan di media masa mengenai teknologi fuel cell ini, tetapi penggunaan gas bumi sebagai bahan bakar selain semakin mahal, juga faktor keamanan yang masih riskan. Penggunaan hidrogen fuel cell juga menjadi penyebab membesarnya lubang ozon karena 20 persen bahan bakar pada sistem fuel cell masih terbuang ke udara bebas.

Demikian pula metanol fuel cell yang bisa menggantikan hidrogen karena cenderung lebih aman, namun tetap saja biaya manufakturnya jauh lebih tinggi karena menggunakan banyak katalis pada elektroda untuk mengubah metanol langsung menjadi proton yang bereaksi dengan oksigen sehingga menghasilkan listrik, sebagai reaksi samping dihasilkan juga CO>subscript<2>res<>res< yang kurang ramah lingkungan dalam konsentrasi yang tinggi.

Kecuali tenaga solar cell yang berkapasitas kecil, semua alternatif pengganti BBM masih juga menggunakan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi yang diolah. Dengan demikian, tidak satu pun dari teknologi ramah lingkungan yang 100 persen benar-benar “bersih”.

Pengembangan fuel cell berbahan bakar nonminyak bumi, yang mana berkaitan dengan logam sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak adalah tema penelitian penulis yang mendapat penghargaan sebagai peneliti terbaik bidang Teknik dan Rekayasa dalam Pemilihan Peneliti Muda Indonesia 2004 yang diadakan Lembaga Ilmu Pengetahuan Alam Indonesia (LIPI) pada bulan Desember 2004.

Salah satu jenis yang penulis kembangkan adalah Zinc-Air Fuel Cell (ZAFC), yaitu logam seng pada kutub negatif (fuel electrode), dan menggunakan elektrolit cair kalium hydroxide (KOH) yang kemudian direaksikan dengan oksigen dari udara pada kutub positif (oxygen electrode) untuk menghasilkan listrik sebesar 1,3 V per satu cell, lebih dari 2 kali lipat hidrogen fuel cell yang hanya menghasilkan 0,5 V per satu cell.

Penulis memilih seng karena mudah didapat, murah, dan efisien. Dengan metode pembuatan prototipe yang sangat mudah berukuran 1 cm2, dan hanya dengan 1 gram serbuk seng, serta 0,2 gram karbon yang mengandung katalis vanadium pereduksi oksigen terbarukan, bisa mendapatkan listrik 1 MW selama 120 jam.

Logam seng yang bereaksi dengan KOH berkonsentrasi rendah, menjadi elektron dan zinc oxide akan menghasilkan listrik dengan efisiensi mencapai 70 persen jauh lebih tinggi dibanding fuel cell lain yang hanya mencapai 30-55 persen, sedangkan zinc oxide yang tertinggal setelah logam seng bereaksi akan dapat di-recycle kembali 100 persen menjadi fresh zinc.

ZAFC yang beroperasi pada suhu ruang 25 derajat C berbeda dengan hidrogen atau metanol fuel cell yang membutuhkan tambahan panas sampai 80-120 derajat C, ZAFC sangat efisien untuk aplikasi peranti mobile elektronik. Jika digunakan sebagai baterai pada laptop, maka tidak akan ada panas yang keluar dari sistem. Bahan bakar seng sangat jauh lebih aman dibandingkan dengan hidrogen atau metanol.

Untuk pengisian kembali bahan bakar cukup dengan mengganti zinc oxide dengan fresh zinc, seperti layaknya mengganti tinta printer saja, tidak diperlukan waktu lama untuk recharge. Pada saat ini ZAFC 320 KW telah pula dikembangkan di Jerman pada perusahaan Electric Fuel sebagai Internal Combustion Engine (ICE) dalam bis, Metalic Power menggunakan ZAFC untuk generator back-up di rumah tangga dan industri.

Dibandingkan dengan mobil listrik yang membutuhkan waktu untuk recharge lebih dari 4 jam, ZAFC tidak lebih dari 10 menit. Dengan teknologi ini, bukan hanya keamanan, operasionalnya pun sangat mudah dan efisien, bahkan karena tidak menggunakan elektrolit padat yang mahal, maka biaya manufaktur ZAFC dibandingkan dengan fuel cell yang lain pun hanya memakan 1/10 dari total biaya. Pada masa mendatang diperkirakan untuk biaya total pembuatan hidrogen fuel cell mencapai 1220 dollar AS/kW, sedangkan untuk metal-air fuel cell hanya 30 dollar AS/KW.

Fuel cell berbahan bakar logam, walaupun pada saat ini masih menggunakan logam murni, hasil samping reaksi hanyalah logam oxide yang terkandung dalam elektrolit, dapat didaur ulang kembali secara elektrik, dan dalam operasionalnya pun hanya menghasilkan listrik.

Pada masa mendatang logam-logam buangan yang saat ini banyak dianggap sebagai material perusak lingkungan akan dapat diolah kembali untuk menghasilkan energi listrik bersih dan ramah lingkungan. Bayangkan jika anda tidak lagi membuang kaleng-kaleng kemasan makanan atau minuman, juga rongsokan-rongsokan logam tetapi memasukkannya pada lubang bensin mobil anda!. (Kompas. 190405)

* DR Eng Eniya Listiani Dewi, Peneliti Material Fuel Cell pada Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Material, P3TM-BPPT.

Iklan

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