Apa yang Dimaksud Teknologi Fuel Cells?

Teknisimobil.com – Ancaman pemanasan global sangat berdampak pada kebijakan peredaran kendaraan ramah lingkungan salah satunya adalah yang menggunakan teknologi fuel cells. Lalu apa itu teknologi fuel cells sehingga dapat masuk dalam kategori teknologi ramah lingkungan?

[Baca juga: Informasi-informasi bengkel mobil di Indonesia]

Hydrogen + Oxygen = Electricity + Water Vapor

Gambaran sederhana dari teknologi fuel cells adalah hidrogen ditambah dengan oksigen akan menghasilkan listrik dan uap air. Dari gambaran ini tampak bahwa tidak ada gas sisa pembakaran yang dihasilkan semisal CO2 yang menjadi ‘momok’ bagi kelestarian alam ini.

Fuel cells adalah piranti yang mengubah energi potensial kimiawi (energi yang tersimpan dalam ikatan molekul) menjadi energi listrik. Sel PEM (Proton Exchange Membrane) menggunakan gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2) sebagai bahan bakar. Produk reaksi di dalam sel adalah air, listrik, dan panas. Ini adalah peningkatan yang sangat besar dari mesin pembakaran internal, pembangkit listrik tenaga batu bara, dan bahkan pembangkit listrik tenaga nuklir sekalipun, yang semuanya menghasilkan produk sampingan berbahaya.

Karena O2 sudah tersedia di atmosfer, kita hanya perlu memasok sel bahan bakar dengan H2 yang bisa berasal dari proses elektrolisis.

Ada empat elemen dasar dari Bahan Bakar PEM

Anoda, pos negatif fuel cell, memiliki beberapa pekerjaan. Pos ini menangkap elektron yang dibebaskan dari molekul hidrogen sehingga dapat digunakan di sirkuit eksternal. Pos negatif ini memiliki saluran yang memiliki bentuk khusus di dalamnya sehingga mampu menyebarkan gas hidrogen secara merata ke permukaan katalis.

Katoda, pos positif fuel cell, memiliki saluran khusus yang unik di dalamnya yang mendistribusikan oksigen ke permukaan katalis. Katoda juga menangkap elektron kembali dari sirkuit eksternal ke katalis, di mana mereka dapat bergabung kembali dengan ion hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.

Elektrolit adalah membran pertukaran proton. Bahan yang diolah khusus ini, yang terlihat seperti bungkus plastik dapur biasa, hanya menangkap ion bermuatan positif saja. Membran blok elektron. Untuk PEMFC, membran harus terhidrasi agar berfungsi dan tetap stabil.

Katalis merupakan bahan khusus yang memudahkan reaksi oksigen dan hidrogen. Biasanya terbuat dari platinum nanopartikel yang dilapisi tipis dengan kertas karbon atau kain. Katalis kasar dan berpori sehingga luas permukaan platina maksimum dapat terkena hidrogen atau oksigen. Sisi katalis berlapis platinum menghadap ke PEM.

Sesuai namanya, jantung sel adalah membran pertukaran proton. Hal ini memungkinkan proton melewatinya hampir tanpa hambatan, sementara elektron diblokir. Jadi, ketika H2 menyentuh katalis dan terbagi menjadi proton dan elektron (ingat, proton sama dengan ion H +) proton masuk langsung ke sisi katoda, sementara elektron dipaksa melakukan perjalanan melalui sirkuit eksternal. Sepanjang jalan mereka melakukan pekerjaan yang bermanfaat, seperti menyalakan bola lampu atau mengendarai motor, sebelum menggabungkan dengan proton dan O2 di sisi lain untuk menghasilkan air.

Bagaimana cara kerjanya? Gas hidrogen bertekanan (H2) memasuki sel bahan bakar (fuel cell) di sisi anoda. Gas ini dipaksa melalui katalis oleh tekanan. Ketika sebuah molekul H2 bersentuhan dengan platina pada katalis, ia membelah menjadi dua ion H + dan dua elektron (e-). Elektron dilakukan melalui anoda, di mana mereka berjalan melalui sirkuit eksternal (melakukan pekerjaan yang berguna seperti memutar motor) dan kembali ke sisi katoda sel bahan bakar.

Sementara itu, di sisi katoda sel bahan bakar, gas oksigen (O2) dipaksakan melalui katalis, di mana ia membentuk dua atom oksigen. Masing-masing atom ini memiliki muatan negatif yang kuat. Muatan negatif ini menarik dua ion H + melalui membran, di mana mereka bergabung dengan atom oksigen dan dua elektron dari sirkuit eksternal membentuk molekul air (H2O).

Semua reaksi yang terjadi ini disebut cell stack.

Stack (tumpukan) tersebut akan disematkan di modul termasuk manajemen bahan bakar, air dan udara, perangkat keras dan perangkat lunak kontrol pendingin. Modul ini kemudian akan diintegrasikan dalam sistem yang lengkap untuk digunakan dalam aplikasi yang berbeda.

Karena kandungan energinya yang tinggi dari hidrogen dan efisiensi sel bahan bakar yang tinggi (55%), teknologi hebat ini dapat digunakan dalam banyak aplikasi seperti transportasi (mobil, bus, forklift, dll) dan daya cadangan untuk menghasilkan listrik selama kegagalan jaringan listrik

Keunggulan Teknologi Ini

Dengan mengubah energi potensial kimia secara langsung menjadi energi listrik, sel bahan bakar menghindari “bottleneck termal” (konsekuensi dari hukum termodinamika ke 2) dan karenanya secara inheren lebih efisien daripada mesin pembakaran dalam, yang pertama-tama harus mengubah energi potensial kimia menjadi panas, dan kemudian pekerjaan mekanis.

Emisi langsung dari kendaraan sel bahan bakar hanya air dan sedikit panas. Ini merupakan perubahan besar atas masalah gas dari mesin pembakaran dalam yang menghasilkan gas rumah kaca.

Sel bahan bakar tidak memiliki bagian yang bergerak. Mereka jauh lebih dapat diandalkan daripada mesin tradisional, dan

[Baca juga: Perbengkelan Mitsubishi, penggantian part-part ringan]

Hidrogen dapat diproduksi dengan cara yang ramah lingkungan, sementara ekstraksi dan penyulingan minyak sangat merusak lingkungan yang tentu bertolak belakang.

Bagaimana pendapat Anda tentang teknologi ini?[]

The post Apa yang Dimaksud Teknologi Fuel Cells? appeared first on Teknisimobil.com.