FUEL CELL
Teknologi Penghasil Energi Ramah Lingkungan
Di
zaman modern seperti sekarang ini, listrik bukanlah hal yang baru lagi
bagi kita. Energi multifungsi ini sangat berperan besar dalam kehidupan.
Terutama untuk manusia. Bahkan mungkin, kita tak akan bisa hidup walau
sehari tanpa listrik. Sebaliknya, hal itu tidak berlaku pada zaman dulu,
ketika listrik belum ditemukan. Penerangan di malam hari saja, saat itu
sudah cukup dengan mengandalkan api. Beruntung, kita hidup di zaman
yang canggih seperti sekarang. Segala alat, sarana, dan prasarana
penunjang dan pemanja hidup sudah lengkap tersedia.
Tentu
kita masih ingat bagaimana evolusi energi listrik terjadi hingga
seperti sekarang. Salah satu tahapnya adalah penggunaan accumulator atau
yang biasa kita sebut sebagai accu atau aki. Alat penghasil listrik ini
dulu sering kita jumpai sebagai penghidup televisi.
Adalah
seorang berkebangsaan Inggris yang bernama Sir William Robert Grove,
manusia pertama pembuat alat sederhana yang belakangan disebut sebagai
fuel cell. Seorang hakim pengadilan, penemu, dan ahli fisika lahir
tanggal 11 juli 1811 di Swansea, South Wales dan meninggal di London
pada tanggal 1 Agustus 1896.
Setelah
menyelesaikan pendidikan privatnya, Grove masuk Brasenose College,
Oxford hingga mendapatkan gelar B.A. di tahun 1832. Beliau juga belajar
hukum pada Lincoln Inn.
Kariernya dalam bidang
ilmu pengetahuan dimulai sejak dia membuat voltaic battery yang
dijelaskannya pada pertemuan The British Association for the Advancement
of Science di tahun 1839. Fuel cell yang dibuatnya terdiri atas
elektrolit asam, keping platina serta tabung gas oksigen dan hidrogen,
dan menggunakan prinsip reaksi balik terbentuknya air, di mana hidrogen
dan oksigen akan bereaksi dalam larutan asam dan menghasilkan air dan
listrik dengan arus sebesar 12 ampere dan tegangan 1,8 volt. Sel ini
kemudian disebut sebagai Grove`s Battery atau batere Grove atau sel
Grove.
Sejak saat itu sel groove banyak
digunakan. Akan tetapi, karena listrik yang dihasilkan sedikit dan tidak
mencukupi lagi untuk kebutuhan listrik yang semakin besar, lambat laun
sel Grove mulai tergeser. Namun, sel Grove tetap menjadi dasar acuan
pengembangan fuel cell selanjutnya.
Inovasi "fuel cell" lain
Temuan-temuan
fuel cell selanjutnya bermunculan. Di tahun 1889, kata fuel cell
pertama kali diperkenalkan oleh Ludwig Mond dan Charles Langer yang
mencoba membuat fuel cell yang dipakai untuk industri batu bara.
Walaupun sumber lain ada juga yang mengatakan bahwa kata fuel cell
pertama kali dipakai oleh William White Jaques. Jaques juga adalah
peneliti pertama yang memakai asam fosfat sebagai elektrolit.
Di
tahun 1920 penelitian fuel cell di Jerman membuka jalan bagi pembuatan
siklus karbonat dan fuel cell oksida padat seperti yang ada sekarang
ini.
Di tahun 1932, seorang insinyur Francis T.
Bacon memulai penelitian penting dalam fuel cell. Dulunya fuel cell
menggunakan elektroda platina dan asam sulfat sebagai elektrolit di mana
platina sangat mahal dan asam sulfat sangat korosif (membuat cepat
berkarat). Di sini Bacon mengembangkan katalis platina yang sangat mahal
itu dengan sel oksigen dan hidrogen yang memakai elektrolit alkali yang
tidak korosif serta elektroda yang tidak mahal. Penelitiannya
berlangsung hingga tahun 1959. dalam pendemonstrasian model desainnya
menghasilkan 5.000 watt yang dapat menghidupkan mesin pengelas. Fuel
cell tersebut akhirnya disebut sebagai Bacon Cell.
Seorang
insinyur Allis-Chalmers Manufacturing Company, di bulan Oktober tahun
1959 mendemonstrasikan 20 traktor bertenaga kuda yang merupakan mesin
pertama menggunakan fuel cell.
NASA menggunakan "fuel cell "
Sebuah
produsen alat elektronik terkenal di Amerika, selama tahun 1960-an
memproduksi tenaga listrik berbasis fuel cell untuk NASA sebagai tenaga
pesawat ruang angkasanya yaitu Gemini dan Apollo. Sistem fuel cell yang
dipakai dalam alat ini berdasar pada sel Bacon. Sampai sekarang, tenaga
yang dipakai dalam pesawat ruang angkasa tetap memakai fuel cell karena
dengan fuel cell energi yang dipakai tidak terlalu ribet seperti baterai
atau tenaga nuklir yang cukup riskan. Dalam hal penelitian teknologi
fuel cell, NASA telah mendanai lebih dari 200 riset.
Bus
yang memakai teknologi fuel cell pertama kali diluncurkan pada tahun
1993 dan untuk mobil biasa di Eropa dan Amerika kini telah banyak
dipakai. Sejumlah produsen mobil mewah dan produsen mobil kelas menengah
juga mulai mengembangkan mobil yang memakai fuel cell ini, sejak tahun
1997.
Sejak saat itu bermunculan temuan-temuan
yang lebih mutakhir tentang mobil yang bertenaga fuel cell ini. Promosi
yang dilakukan besar-besaran dengan mengedepankan ramah dan amannya
emisi yang dihasilkan kendaraan sehingga lingkungan yang bebas polusi
dan takkan mengganggu lingkungan, kemudian juga dapat diperbaruinya
bahan bakar yang akhirnya mengurangi pemakaian BBM. Ditambah lagi
bermunculannya tempat-tempat penjualan bahan bakar ini, seperti adanya
pom-pom hidrogen.
Mikroba untuk "fuel cell"
Tak
hanya itu, teknologi fuel cell yang ditemukan juga menjadi bervariasi,
seperti ditemukannya fuel cell yang lebih efisien dalam menghasilkan gas
hidrogen hingga jumlahnya semakin berlipat. Teknologi ini bahkan
melibatkan proses fermentasi oleh mikroba yang sebelumnya sangat
mustahil sekali di dalam produksi bahan bakar.
Teknologi
ini berkembang sejak tahun 2.000 yang kita kenal sebagai MFC atau
Microbial Fuel Cell. MFC ini selain menghasilkan hidrogen yang banyak
hingga 4 kali lipat dari fuel cell biasa, substrat yang dipakai mikroba
dalam berfermentasi adalah limbah rumah tangga, industri ataupun limbah
pertanian yang tidak terpakai sehingga selain yang dihasilkan adalah gas
hidrogen juga didapatnya produk akhir berupa air bersih yang tentu saja
dapat dipakai untuk berbagai macam kebutuhan.
Dan
jelas hal ini bisa mengurangi sejumlah dana yang dipakai untuk
pembersihan air limbah. Walaupun memang MFC ini belum dapat dipakai di
dalam menghidupkan mobil seperti fuel cell sebelumnya, sejumlah pakar
peneliti merasa optimistis hal itu dapat terwujud karena penelitian ke
arah itu sedang dalam pengembangan. (Nia Kurnianigsih, S.Si., alumni
Dept. Biologi ITB, Editor MIPA, Tinta Emas Bandung)
http://www.alpensteel.com/article/65-109-energi-fuel-cell-sel-bahan-bakar/1739--perkembangan-fuel-cell.html