Sel energi masa depan

- Sejak ditemukan oleh seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman, Christian Friedrich Schönbein pada tahun 1838, sel bahan bakar telah berkembang dan menjadi salah satu sumber energi alternatif. Para ahli kimia dari General Electric mengembangkan sel bahan bakar sebagai pembangkit listrik yang dimulai pada tahun 1955. Pada tahun 1958, sel bahan bakar untuk pembangkit listrik secara komersial dikembangkan pertama kalinya. Pengembangan terus berlanjut hingga pada tahun 2009 ini diprediksikan akan dapat menghasilkan keluaran listrik hingga 400 KW.

Sel bahan bakar adalah alat yang menghasilkan energi listrik secara elektrokimia. Seperti halnya sel elektrokimia, sel bahan bakar memiliki anoda dan katoda. Pada anoda terdapat bahan bakar gas hidrogen. Sedangkan pada katoda terdapat gas oksigen yang digunakan sebagai oksidator. Hidrogen yang berasal dari anoda diubah menjadi ion hidrogen dan elektron. Pada katoda, oksigen direduksi dengan adanya elektron. Perbedaan potensial yang terjadi pada anoda dan katoda inilah yang menghasilkan arus listrik.

Sel bahan bakar telah menjadi salah satu fokus penelitian di negara- negara industri dengan kelebihan-kelebihan yang dimiliki. Dengan meningkatnya isu pemanasan global oleh gas rumah kaca, sel bahan bakar menawarkan energi ramah lingkungan yang tidak mengemisi gas CO2 sebagai penyumbang utama efek rumah kaca. Efesiensi sel bahan bakar secara teoritis dapat mencapai 100% adalah salah satu kelebihan yang tidak dapat dimiliki oleh pembangkit listrik dengan bahan bakar gas, minyak bumi dan batu bara yang menggunakan prinsip mesin Carnot. Dan yang paling terpenting adalah sumber bahan bakar yang melimpah, yaitu hidrogen. Dengan luas lautan mencapai dua pertiga permukaan bumi, air adalah salah satu sumber hidrogen yang tak terbatas.

Superioritas dari sel bahan bakar juga harus dibayar mahal dengan perlunya penelitian intensif guna mencapai pembangkit listrik yang murah, ramah lingkungan dan dapat diperbaharui. Pada tahun 2005, Amerika Serikat menganggarkan US$3,7 milliar untuk riset dan pengembangan sel bahan bakar dan hidrogen. Sel bahan bakar ini memerlukan material elektrokatalis sebagai anoda dan katoda yang dapat mengkatalisa reaksi oksidasi hidrogen dan reduksi oksigen. Saat ini, elektrokatalis yang superior adalah platina, logam yang sangat mahal dan langka jumlahnya sehingga banyak penelitian ditujukan untuk mencari material lain selain logam platina. Sumber hidrogen yang berasal dari air juga merupakan masalah yang saat ini dihadapi. Mahalnya proses elektrokatalisa air untuk mendapatkan hidrogen juga merupakan kendala pemasaran sel bahan bakar saat ini, sehingga belum dapat bersaing dengan bahan bakar minyak bumi.

Berkurangnya sumber daya minyak bumi dan tuntutan untuk mengurangi gas rumah kaca menjadikan sel bahan bakar ini suatu solusi guna mencegah krisis energi dan lingkungan. Dengan berkembangnya hasil penelitian, harga energi sel bahan bakar ini akan bisa ditekan dan akan menjadi salah satu sumber energi alternatif utama dimasa yang akan datang.

chemistry.uii.ac.id