Hidrogen (H) : Fungsi – Cara kerja – Kelebihan dan Kekurangan – Jenisnya

Begitu banyak industri yang ada di negeri ini memanfaatkan unsur dari alam. Salah satunya adalah hidrogen yang simbolnya H. Hidrogen adalah salah satu unsur bahan bakar yang dianggap sempurna. Mengapa? Berbeda dari bahan bakar pada umumnya, hidrogen mampu menghasilkan pembakaran paling efisien dan bersih. Hidrogen dan listrik saling berkesinambungan, dimana hidrogen bisa menghasilkan listrik dan listrik juga bisa menghasilkan hidrogen. Keduanya mampu bekerja sama untuk membangun lingkaran energi terbarukan yang sustainable dan ramah lingkungan.

Hidrogen termasuk unsur dengan jumlah yang melimpah hingga tiga perempat masa alam semesta. Sumber hidrogen ada di dalam air yang ada di bumi. Itulah mengapa bumi disebut planet air, karena air yang mengisi 70% wilayah permukaan bumi dan berbagai bahan organik.

Bila dibandingkan dengan unsur lainnya, hidrogen merupakan unsur yang paling sederhana karena hanya terdiri atas satu proton dan satu elektron. Hidrogen adalah gas yang beratnya lebih ringan 14 kali daripada udara. Bila hidrogen terlepas ke lingkungan luar maka akan langsung berikatan dengan udara. Dan tidak menyebabkan polusi bagi tanah maupun air. Karena hidrogen termasuk zat yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak menghasilkan racun.

Fungsi Hidrogen

Hidrogen memiliki fungsi yang penting bagi kehidupan makhluk hidup. Dalam kehidupan sehari-hari, hidrogen dimanfaatkan dalam bentuk gas dan cairan di bidang industri mulai dari industri perminyakan, industri zat kimia, pabrik makanan dan elektronik.

Pada awal abad ke-20 digunakan sebagai Towngas dengan kandungan 50% hidrogen. Hidrogen juga dimanfaatkan sebagai bahan bakar pesawat ulang-alik milik NASA. Selain itu, kegunaan hidrogen yang lainnya:

• bereaksi dengan nitrogen dalam membentuk amonia
• bahan untuk membuat metanol
• berguna untuk memurnikan minyak bumi yang berfungsi menghilangkan ikan rangkap karbon-karbon
• hasil olahan pangan yang berguna mengkonversi minyak nabati yang berbentuk cair menjadi padat
• bahan bakar roket
• untuk memproduksi asam hidroklorida
• mereduksi biji-biji besi yang merupakan potensi sumber daya alam tambang
• sebagai gas pengisi balon

Hidrogen merupakan salah satu sumber listrik paling besar, contohnya baterai dengan bahan bakar hidrogen. Sehingga bisa menjadi salah satu ide atau cara menghemat energi listrik dalam kehidupan sehari-hari.

Cara Kerja Hidrogen

Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, hidrogen dapat dijadikan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Salah satunya telah diwujudkan dalam bentuk mobil hidrogen. Bagaimanakah cara kerjanya dan apa keunggulannya dibandingkan mobil berbahan bakar bensin?

Mobil hidrogen atau kendaraan lainnya yang berbahan hidrogen mengusung teknologi sel hidrogen. Teknologi ini mengandung oksidan berupa oksigen. Sel hidrogen terdiri atas 4 komponen dasar, yaitu anoda, katoda, elektrolit dan interkonek.

• Proses diawali dengan gas hidrogen menuju ke arah anoda, lalu teroksidasi oleh katalis membentuk ion hidrogen dan sejumlah elektron.
• Kemudian elektron masuk melalui penghantar sebagai arus listrik, sementara ion hidrogen menuju ke bagian elektrolit yang mengarah ke katoda.
• Dalam cara kerjanya, elektrolit secara otomatis hanya berfungsi sebagai penghantar ion hidrogen dan penghalang gas hidrogen, sedangkan zat lain berdifusi pada elektrolit.
• Pada bagian katoda mengalir gas oksigen yang lalu bereaksi dengan ion hidrogen untuk menghasilkan air.

Cara kerja hidrogen ini bisa diamati melalui gambar di atas.

Kelebihan dan Kelemahan Sel Hidrogen

Setiap zat yang ada di dunia ini memiliki kelebihan dan kelemahan masing-masing. Termasuk diantaranya hidrogen. Sebagai zat yang unggul dan bermanfaat, hidrogen juga memiliki kelemahan. Berikut ini uraian kelebihan dan kelemahan sel hidrogen yang perlu Anda ketahui.

Kelebihan Teknologi Sel Hidrogen

• Teknologi sel hidrogen termasuk teknologi yang ramah lingkungan dan tidak menyebabkan polusi sebagaimana kebanyakan teknologi mesin yang ada di kehidupan ini. Begitu banyak industri yang memproduksi produk dan limbah dengan tingkat pencemaran yang sangat berisiko bagi lingkungan. Alhasil banyak sungai yang tercemar dan airnya tak layak dimanfaatkan untuk mandi, cuci, kakus dan apalagi untuk minum.
• Buangan dari teknologi sel hidrogen hanya berupa H2O atau hidrogen oksida atau yang biasa kita kenal dengan air. Lain halnya dengan kendaraan bermotor berbahan bakar bensin atau solar yang menghasilkan polutan, seperti gas yang terdapat dalam atmosfer.
• Teknologi sel hidrogen tidak menimbulkan suara bising yang mengganggu pendengaran. Berbeda dengan suara kendaraan bermotor pada umumnya yang menyebarkan suara bising. Terlebih dengan adanya tren modifikasi kendaraan yang salah satunya mengubah suara motor atau mobil menjadi sangat keras, bising dan tak enak didengar.
• Bahan bakar atau teknologi sel hidrogen lebih efisien hingga 60%, karena di dalamnya terjadi reaksi elektrokimia yang mampu menghasilkan tenaga listrik.

Kelemahan Teknologi Sel Hidrogen

• Untuk mengaplikasikan teknologi sel hidrogen ini membutuhkan biaya yang besar dan tenaga ahli yang mumpuni.
• Teknologi hidrogen memerlukan tempat penyimpanan yang terjamin keamanannya dan itu masih sulit untuk direalisasikan.
• Proses produksi sel hidrogen yang tergolong sulit menjadi alasan mengapa teknologi ini belum bisa diproduksi secara massal.
• Jika memang berhasil diproduksi dan dipasarkan ke masyarakat, maka harga jualnya kemungkinan lebih tinggi daripada bahan bakar tidak terbarukan.

Jenis Sel Hidrogen

Ada beberapa jenis sel hidrogen yang ada di dunia ini, antara lain:

• PEMFC (Polimer Electrolyte Membrane Fuel Cell)
• AFC (Alkaline Fuel Cell)
• PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell)
• MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell)
• ITSOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell)
• SOFC (Solid Oxide Fuel Cell)
• DMFC (Direct Methanol Fuel Cell)

Dari kesekian jenis tersebut, sel hidrogen yang paling efisien adalah SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) dan PEMFC (Polimer Electrolyte Membrane Fuel Cell). Karena itu keduanya menjadi yang paling banyak dikembangkan oleh berbagai perusahaan tingkat dunia. Seperti, Siemens Westinghouse Power Generation, Rolls Royce.

Sedang di Indonesia sendiri masih belum banyak dikembangkan karena satu dan lain hal. Semoga ke depannya negeri ini memiliki ilmuwan-ilmuwan hebat yang mampu mengembangkan energi alternatif dari sel hidrogen.

Itulah uraian mengenai hidrogen yang meliputi kegunaannya, cara kerja, contoh dan jenisnya serta hal lain yang berkaitan dengan hidrogen. Semoga mampu menjawab berbagai pertanyaan Anda tentang hidrogen dan memberikan manfaat untuk kebaikan para pembaca semua.