Tahun 1752 Benjamin Franklin menemukan konsep arus listrik Faraday mengembangkan motor elektrik tahun 1821 Dan abad ini elektronlah yang akan mengantar manusia keliling dunia... Salah satu proyek masa depan dalam dunia transportasi adalah penggunaan mobil listrik menggantikan kendaraan yang berbahan bakar minyak bumi. Mobil listrik menjadi sangat fenomenal karena sumber energi yang lebih terjamin dibanding minyak bumi serta isu lingkungan yang menyebutkan bahwa pembakaran minyak bumi lebih banyak menghasilkan emisi. Sebelum melaju ke konsep mobil listrik maka yang menjadi tantangan adalah darimana sumber energi mobil ini? Ada beberapa konsep yang ditawarkan yaitu melalui penggunaan baterai dan fuel cell. Penggunaan baterai yang dapat diisi ulang adalah salah satu alternatif sumber energi untuk mobil listrik namun kendalanya adalah modus pengisian baterai yaitu diperlukan catu daya dan waktu pengisian ulang baterai. Untuk kebutuhan mobilitas yang cepat maka mengisi ulang baterai harus dilakukan dalam waktu yang singkat sama seperti saat manusia hendak mengisi bahan bakar minyak di SPBU sedangkan pengisian ulang baterai untuk daya yang besar bisa membutuhkan waktu berjam-jam. Tantangan inilah yang bisa dijawab oleh fuel cell. Apa itu fuel cell? Fuel cell pada dasarnya mirip dengan baterai yaitu sumber daya yang menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan arus listrik. Perbedaannya terletak pada sumber energi yang didapat, jika baterai memanfaatkan reaksi kimia dan membutuhkan pengisian daya untuk mendapatkan arus listrik maka fuel cell tidak membutuhkan pengisian daya melainkan pengisian bahan bakar. Jadi fuel cell memanfaatkan bahan bakar untuk direaksikan secara elektrolisis untuk menghasilkan elektron dan mengalirkan arus listrik. Salah satu bahan bakar yang sering digunakan untuk fuel cell adalah hidrogen. Bagaimana cara kerja fuel cell? Mari kita lihat diagram berikut: [caption id="attachment_172771" align="aligncenter" width="300" caption="Cara Kerja Fuel Cell"][/caption] Keterangan gambar: 1. Anoda 2.Membran Cell 3.Arus listrik 4.Katoda 5. Vent Dari gambar diatas gas hidrogen masuk dari sisi kiri atau bisa disebut anoda (tempat terjadinya reaksi oksidasi/pelepasan elektron) dan oksigen masuk di sisi kanan atau bisa disebut katoda (tempat terjadinya reaksi reduksi/penangkapan elektron) maka terjadilah reaksi berikut: Anoda: H2 ----> 2elektron + 2H+ Katoda: 1/2O2 + 2elektron + 2H+ ---> H2O Masing-masing reaksi memiliki jumlah elektron (kutub negatif) dan proton (kutub positif) yang sama, gas hidrogen mengalami reaksi oksidasi atau melepaskan elektron sedangkan gas oksigen mengalami reaksi reduksi atau menerima elektron namun melalui mekanisme yang berbeda. Ion positif atau proton (2H+) masuk melalui membran dalam fuel cell (dalam gambar berwarna biru di tengah atau daerah nomer 2) namun membran ini bersifat selektif yaitu tidak bisa dilewati ion negatif atau elektron sehingga elektron harus melalui jalur lain yang dihubungkan menuju katoda yaitu jalur nomer 3. Pergerakan elektron inilah yang akhirnya menghasilkan arus listrik, jika kita ingat pelajaran dasar fisika bahwa arus listrik adalah arus yang mengandung muatan elektron. Maka gambar diatas menunjukkan arus elektron mampu mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dan menyalakan lampu. Sedangkan di katoda elektron akan kembali bertemu proton untuk kemudian membentuk senyawa uap air karena adanya oksigen. Bisa dikatakan emisi untuk fuel cell berbahan bakar hidrogen ini hanyalah uap air bukan karbon dioksida seperti pembakaran pada umumnya. Tantangan saat ini untuk penggunaan fuel cell adalah ketersediaan bahan bakar dan infrastruktur penyediaan gas hidrogen. Gas hidrogen pada umumnya dihasilkan dari reaksi oksidasi parsial gas alam atau methana, sedangkan methana sendiri banyak dibutuhkan untuk keperluan bahan bakar PLTU,pabrik amonia,dan petrokimia jadi diperlukan sumber bahan baku alternatif untuk menghasilkan gas hidrogen selain dari methana. Infrastruktur pengisian bahan bakar hidrogen dan tangki penyimpanannya juga masih menjadi masalah besar mengingat sifat gas hidrogen sangat mudah terbakar (flammable) dan membutuhkan tekanan tinggi untuk disimpan dalam bentuk gas (minimal 5000 psi). Dalam hal ini isu safety masih terus dipelajari supaya tidak terulang kejadian Hindenburg Disaster yaitu terbakarnya balon udara berbahan bakar hidrogen di New Jersey, Amerika Serikat akibat kebocoran tabung penyimpan gas hidrogen. [caption id="attachment_172779" align="aligncenter" width="300" caption="Mobil Fuel Cell"]
13349113111828586261
[/caption] Sumber gambar:Diagram Fuel Cell Mobil Fuel Cell