Batubara telah dipakai sebagai sumber energi primer semenjak ditemukan mesin uap untuk menggerakan kapal. Seiring dengan banyaknya pemakaian batubara, polusi yang dihasilkan dari pembakaran batubara menjadi kendala dalam pemanfaatan batubara sebagai salah satu sumber energi utama. Dengan mengubah batubara yang padat menjadi bahan bakar cair mirip minyak (dengan pencairan batubara) ataupun gas (gasifikasi batubara) problem lingkungan yang ditimbulkan dari pemanfaatan batubara dapat diminimalkan. Bahan bakar cair dan gas dari batubara dapat digunakan sebagai ganti bahan bakar minyak dalam mobil mewah seperti mobil volvo.
Dalam proses pencairan batubara, batubara direaksikan dalam suhu dan tekanan yang tinggi dengan gas hidrogen dan bantuan katalis untuk menjadi batubara cair yang kemudian diolah menjadi bahan bakar. Dalam proses gasifikasi, batubara di reaksikan dengan uap air pada suhu tinggi untuk menghasilkan gas buatan. Gas buatan tersebut kemudian dipisahkan untuk menjadi bahan bakar gas yang salah satunya adalah hidrogen (H2). Hidrogen yang dihasilkan dapat digunakan langsung sebagai bahanbakar ataupun dapat digunakan dalam proses pencairan batubara. Hidrogen adalah sumber energi yang bersih lingkungan karena tidak menimbukan polusi. Hidrogen diperkirakan menjadi sumber energi primer untuk pembangkit listrik, bahan bakar kendaraan dan beberapa aplikasi lainnya seperti baterai telpon gengam dan beberapa peralatan rumah tangga. Walaupun secara alami hydrogen terdapat dalam air, untuk memproduksi hydrogen dari air dibutuhkan sumber energi yang lain, yaitu batubara, minyak, gas dan lain-lain. Dengan teknologi saat ini, biaya untuk memproduksi hidrogen memerlukan hampir dua kali lebih banyak dari sumber energi lainnya. Untuk itu pengembangan metoda yang lebih murah dan efisien untuk memproduksi hidrogen dengan sumberdaya energi yang berkesinambungan menjadi sangat penting
Gasifikasi batubara merupakan salah proses dalam industri pembuatan hidrogen. Batubara direaksikan dengan uap air menjadi gas buatan yang terdiri dari gas karbon monoksida (CO) dan hidrogen. Gas CO kemudian diubah menjadi hidrogen dan karbon dioksida (CO2) dengan mereaksikannya lagi dengan uap air yang disebut proses water gas shift (pergeseran gas-air). Untuk gasifikasi batubara diperlukan suhu tinggi (sekitar 1000 C) karena merupakan proses endoterm (reaksi yang memerlukan panas), sedang proses pegeseran gas dengan air adalah proses eksoterm (reaksi yang mengeluarkan panas), sehingga hanya membutuhkan suhu yang rendah untuk mengubah CO menjadi hidrogen.
Pada proses pembuatan hidrogen secara konvensional, tahap pertama adalah gasifikasi batubara di dalam reaktor dengan suhu 1000oC dan selanjutnya pada tahap kedua gas yang dihasilkan di masukkan dalam reaktor lain untuk mengubah CO menjadi hidrogen dengan reaksi pegeseran gas-air pada suhu 400oC. Pada tahap ketiga, dilakukan pemisahan gas CO2 dan hidrogen.
Saat ini sudah dikembangkan dalam pembuatan hidrogen dari batubara dalam reaktor tunggal. Proses ini disebut sebagai proses produksi hidrogen lingkaran. Proses lingkaran ini dibuat dengan memadukan tiga reaksi yang dibutuhkan dalam produksi hidrogen dari batubara secara konvensional (gasifikasi, pergeseran gas-air dan pemisahan) ditambah dengan penambahan kapur tohor (CaO) yang akan bereaksi menyerap CO2 yang dihasilkan dalam gasifikasi didalam reaktor tunggal. Dalam proses lingkaran ini, batubara, uap air dan kapur tohor direaksikan secara bersama untuk menghasilkan hidrogen dengan hasil sampingan batukapur (CaCO3) yang bisa digunakan sebagai bahan bangunan. Total reaksi dalam proses pembuatan hidrogen secara lingkaran adalah reaksi yang menghasilkan panas, sehingga tidak diperlukan energi tambahan untuk proses tersebut. Proses lingkaran ini sudah banyak diteliti berbagai negara. Proyek aplikasi proses lingkaran ini sedang kembangkan oleh Badan IPTEK dan Industri (AIST) Jepang, Tsukuba. Produksi hidrogen dengan harga murah akan bisa dicapai apabila proyek ini berhasil dikomersialkan.Hidrogen yang dihasilkan dari gasifikasi batubara dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar dalam fuel cell (sel bahan bakar).
Di dalam kendaraan berbahan bakar hidrogen, hidrogen dari tanki bahan bakar dimasukkan kedalam sel bahan bakar, dimana terjadi reaksi antara hidrogen dan oksigen dari udara. Elektroda yang disepuh dengan katalis memisahkan hidrogen menjadi elektron (ion negatif) dan proton (ion positif). Pergerakan elektron membangkitkan daya listrik yang kemudian dikirim ke modul pembalik arus. Modul pembalik arus mengubah daya listrik untuk digunakan menggerakkan motor, yang kemudian menggerakkan roda kendaraan. Produksi sampingan dari proses ini adalah panas dan air. Saat ini sudah diproduksi prototipe kendaraan berbahan bakar hidrogen yang disebut fuel cell vehicle (kendaraan bersel bahan bakar) diberbagai negara seperti Amerika, Jerman dan Jepang. Bahkan saat ini, pabrikan Toyota sudah memasarkan kendaran bersel bahan bakar. Di Indonesia, penelitian kendaraan bersel bahan bakar sudah dikembangkan oleh Konsorsium Fuel Cell Indonesia yang merupakan himpunan peneliti dari berbagai instansi seperti Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Badan Tenaga Atom Nasional (Batan), Lembaga Minyak dan Gas Bumi (Lemigas), Perusahaan Listrik Negara (PLN), dan Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi dan juga melibatkan kalangan industri seperti Pertamina dan Medco.Tidak lama lagi kalau produksi gas hidrogen sudah dibuat dalam skala besar dan murah serta tersedia di banyak tempat pengisian bahan bakar, akan lebih banyak lagi pabrikan kendaraan bermotor yang menjual kendaran berbahan bakar hidrogen secara lebih murah. Dan pada saat itu dari empuknya mobil Volvo yang kita kendarai, tidak keluar asap hitam dari batubara, tetapi asap putih air dari bahan bakar hidrogen yang diprodusi dari batubara.
0 komentar:
Posting Komentar