Fuel Cell

Topik yang saya ambil sebagai tugas akhir (skripsi) di jenjang S1 (sarjana) ini adalah tentang penggunaan material komposit yang akan digunakan sebagai pelat bipolar yang dituntut memiliki konduktifitas serta kekuatan yang baik. Material komposit ini termasuk jenis PMC atau Polimer Matriks Komposit. Pada postingan kali ini saya ingin membahas sekilas tentang fuel cell yang merupakan suatu sumber daya yang terbaharukan dan menjadi tujuan akhir dari penelitian yang saya lakukan ini.

Sebagai suatu perangkat konversi energi, sel bahan bakar (fuel cell) merupakan salah satu perangkat energi alternatif yang cukup menjanjikan. Sel bahan bakar (fuel cell) adalah suatu alat konversi energi dari energi hidrogen menjadi energi listrik melalui suatu reaksi elektrokimia. Bahan baku utama dari sel bahan bakar (fuel cell) adalah gas hidrogen yang dapat berasal dari sinar matahari, sampah organik (biomass) ataupun dari angin. Sel bahan bakar (fuel cell) merupakan alat konversi energi yang dapat diisi ulang (rechargeable) dan juga dapat dibawa kemana-mana (portable). Semua hal tersebut di atas membuat sel bahan bakar (fuel cell) dapat dijadikan sebagai sumber energi yang cukup potensial untuk mengatasi permasalahan energi global dewasa ini.

Sejarah dan perkembangan sel bahan bakar (fuel cell) ini cukup panjang. Terminologi fuel cell pertama kali diperkenalkan oleh Sir Wiliam Grove pada tahun 1839. Grove menemukan bahwa ternyata air dapat terurai menjadi gas hidrogen dan gas oksigen ketika diberikan suatu arus listrik. Grove kemudian berhipotesis bahwa jika reaksi elektrokimia tersebut dapat dibalik di mana ketika gas hidrogen direaksikan dengan gas oksigen maka dapat menghasilkan air dan juga energi listrik. Terminologi inilah yang pertama kali mendasari pemikiran mengenai pengembangan teknologi sel bahan bakar (fuel cell).

Fuel cell adalah sebuah alat elektrokimia yang mirip dengan baterai, tetapi berbeda karena dia dirancang untuk dapat diisi terus reaktannya yang terkonsumsi; yaitu dia memproduksi listrik dari penyediaan bahan bakar hidrogen dan oksigen dari luar. Hal ini berbeda dengan energi internal dari baterai. Sebagai tambahan, elektroda dalam baterai beraksi dan berganti pada saat baterai diisi atau dibuang energinya, sedangkan elektroda sel bahan bakar adalah katalitik dan relatif stabil.

Reaktan yang biasanya digunakan dalam sebuah sel bahan bakar adalah hidrogen di sisi anode dan oksigen di sisi kathoda (sebuah sel hidrogen). Biasanya, aliran reaktan mengalir masuk dan produk dari reaktan mengalir keluar. Sehingga operasi jangka panjang dapat terus menerus dilakukan selam aliran tersebut dapat dijaga kelangsungannya.

Sel bahan bakar seringkali dianggap sangat menarik dalam aplikasi modern karena efisiensi tinggi dan penggunaan bebas-emisi, berlawanan dengan bahan bakar umum seperti methane atau gas alam yang menghasilkan karbon dioksida. Satu-satunya hasil produk dari bahan bakar yang beroperasi menggunakan hidrogen murni adalah uap air. Namun ada kekhawatiran dalam proses pembuatan hidrogen yang menggunakan banyak energi. Memproduksi hidrogen membutuhkan "carrier" hidrogen (Biasanya bahan bakar fosil, meskipun air dapat dijadikan alternatif), dan juga listrik, yang diproduksi oleh bahan bakar konvensional. Meskipun sumber energi alternatif seperti energi angin dan surya dapat juga digunakan, namun sekarang ini mereka sangat mahal.