By Suryo-SOLARENERGI.ID, Sebagai akibat dari perubahan iklim dan pertumbuhan permintaan energi bersih telah meningkat pesat di hampir semua negara dan guna mendukung bisnis sekarang yang lebih bersih diperlukan inovasi terutama pemanfaatan meterial utama dan pendukung penyimpan energi listrik (storage battery) agar mampu memanfaatkan energi yang berasal dari sel bahan bakar (fuel cell), solar panel, kincir angin (wind energy), mendukung jaringan cerdas (smart grid), ekosistem kendaraan listrik salah satu opsi nya mengembangkan teknologi baterai aliran melalui bahan pertukaran ion.
Melalui penelitian dan pengembangan atas teknologi baterai aliran ini yang sejalan dengan tuntutan pasar energi saat ini secara alami berkembang menuju masa depan yang terbarukan, bersih dan hijau, dengan membran pertukaran ion (ion-exchange membranes) memainkan peran penting dalam pembangkit energi listrik.
Teknologi pertukaran ion dapat mengambil banyak bentuk dalam pasar energi yang beragam, membantu untuk:
- Menghasilkan listrik yang andal dari fasilitas jaringan ke ruang perumahan
- Material bahan bakar hidrogen dengan emisi rendah hingga benar-benar bersih
- Mengatur penggunaan dan penyimpanan energi yang efisien
Membran Nafion memainkan peran penting dalam tiga bidang industri energi transformatif: sel bahan bakar, penyimpanan energi, dan produksi hidrogen. Masing-masing opsi ini memungkinkan para peneliti untuk memanfaatkan karakteristik unik membran Nafion, termasuk berbagai ketebalan, kekuatan, konduktivitas listrik, dan daya tahan.
Mengutip laman www. pubs.acs.org bahwa “Nafion adalah salah satu bahan yang paling umum digunakan untuk membran pertukaran proton dalam sel bahan bakar polimer-elektrolit (PEFC) karena stabilitas dan kemampuan transpor ion yang tinggi”, namun ada kendala pada dehidrasi dan ketidakstabilan dimensi yang perlu dicarikan jalan keluar agar tidak membatasi penerapannya di lingkungan dengan suhu tinggi dan kelembaban rendah.
Salah satu solusi yang sedang diteliti dengan memperkenalkan pembatasan skala nano ke rantai Nafion. Secara khusus, model dinamika molekul butiran kasar yang mereproduksi penyerapan air dari membran Nafion murni sedang dikembangkan. Model ini memungkinkan untuk dilakukan studi sistematis tentang efek pembatasan terhadap perilaku penyerapan membran Nafion pada aktivitas yang berbeda. Selain itu juga dilakukan penelitian peran Membran Nafion ketika bereaksi dengan Amonia .
“Sintesis amonia dengan reaksi reduksi nitrogen elektrokimia (NRR) adalah alternatif yang menjanjikan untuk proses Haber-Bosch”.
Pengukuran yang akurat dari amonia yang dihasilkan membutuhkan kriteria yang ketat, yang bergantung pada pemahaman yang lebih dalam tentang karakteristik amonia. Dari hasil penelitian yang dilakukan secara sistematis meneliti interaksi amonia dengan membran Nafion dan elektrolit untuk mengungkapkan faktor-faktor yang dapat menyebabkan penyimpangan dalam pengukuran amonia, menunjukkan karakteristik yang diinginkan dari membran Nafion sebagai pemisah mengingat tingkat adsorpsi yang rendah dan tingkat difusi yang rendah untuk amonia. Tetapi orang harus waspada terhadap kemungkinan kontaminan yang sudah ada sebelumnya di dalam membran. Juga diamati bahwa elektrolit asam memiliki afinitas yang jauh lebih besar terhadap amonia dibandingkan dengan elektrolit basa.
Secara khusus, elektrolit asam lebih rentan terhadap kontaminan amonia potensial dalam gas pengumpanan, sedangkan elektrolit basa cenderung kehilangan amonia yang dihasilkan di bawah aliran nitrogen kontinu. Temuan ini memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang perilaku amonia dalam pengujian NRR dan membantu mendapatkan pengukuran amonia yang akurat dan kredibel.
