By Suryo, SOLARENERGI.ID – Dalam memasyarakatkan hidrogen sebagai solusi dalam mewujudkan kendaraan listrik ramah lingkungan dan nol emisi telah dimulai penelitian dan pengembangannya oleh banyak perusahaan otomotif dunia, tidak kecuali Hyundai perusahaan mobil dari Korea Selatan mengembangkan Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV).
Sel bahan bakar hidrogen yang dipasang pada FCEV membutuhkan kinerja yang stabil, daya tahan yang kuat, dan tenaga yang kuat. Oleh karena itu telah memberikan kesempatan bagi pembuat mobil untuk menguji teknologi baru untuk terus berinovasi . Hal ini juga memainkan peran penting dalam mendorong pertumbuhan industri pemasok komponen seperti energi, baja, kimia, dan bahan baru yang dibutuhkan untuk infrastruktur, mengingat hidrogen yang dibutuhkan untuk FCEV disimpan tanpa batas dan proses produksinya ramah lingkungan.
Mengutip laman resmi tech.hyundaimotorgroup.com bahwa Hyundai Motor Group telah mengembangkan teknologi terkait melalui produksi massal FCEV untuk pertama kalinya di dunia pada tahun 2013 dan terus meluncurkan sejumlah konsep FCEV. Hyundai Grup terus mengembangkan dan memasok bus hidrogen melalui kerjasama dengan pemerintah Korea Selatan, selain itu Hyundai Motor Group juga memproduksi truk hidrogen berukuran besar secara massal untuk pertama kalinya di dunia dan telah mengekspor produk FCEV ke Eropa.
Hyundai Motor Group berencana memanfaatkan sel bahan bakar hidrogen di Urban Air Mobility (UAM), kapal besar, dan kereta api, yang hingga saat ini sedang dilakukan penelitan demi mendapatkan hasil yang dapat dikomersialkan untuk turut mengurangi emisi gas karbon dioksida dan menghadapi ancaman perubahan iklim karena pemanasan suhu bumi.
“Secara prinsip bahwa teknologi FCEV ditenagai oleh listrik yang dihasilkan dari reaksi elektrokimia antara hidrogen yang disalurkan ke tangki hidrogen FCEV, dan oksigen. Karena FCEV ditenagai oleh listrik yang dihasilkan dari reaksi elektrokimia antara hidrogen dan oksigen, satu-satunya produk sampingan adalah air suling murni.”
Sistem sel bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan dan menggerakkan motor yang biasa disebut dengan ‘baterai tersier’, dan sel bahan bakar tersebut mengubah energi panas menjadi energi listrik dengan prinsip menggunakan reaksi kimia antara oksigen dan hidrogen. Energi listrik yang dihasilkan ini merupakan hasil dari reaksi kimia murni, yang tidak sama denga proses pada bahan bakar fosil (internal combustion engine) sehingga tidak menghasilkan emisi seperti karbon dioksida. Ada berbagai jenis sistem sel bahan bakar seperti Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), Solid Oxide Fuel Cell (SOFC), Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC), Alkaline Fuel Cell (AFC) and Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), tergantung pada suhu operasi atau tujuan utama.
Sistem ini terdiri dari tumpukan sel bahan bakar, sistem pemrosesan bahan bakar, sistem pemrosesan udara, dan sistem manajemen thermal. Tumpukan sel bahan bakar FCEV merupakan salah satu kompartemen yang paling penting – dan paling mahal – karena FCEV mampu menghasilkan listrik sendiri menggunakan sistem tumpukan sel bahan bakar dengan menggunakan prinsip reaksi kimia antara hidrogen yang tersimpan dan oksigen atmosfer. Tumpukan sel bahan bakar terdiri dari ratusan sel, dan setiap sel terdiri dari membran elektrolit, pemisah dan katalis, elektroda bahan bakar dan elektroda udara.
Untuk menghasilkan energi listrik yang efisien dengan tumpukan sel bahan bakar, diperlukan perangkat tertentu. Sistem pemrosesan bahan bakar bertanggung jawab untuk mentransfer hidrogen yang disimpan dengan aman yang berada ditangki hidrogen dari tekanan tinggi ke tekanan rendah dan memindahkannya ke tumpukan sel bahan bakar, hal ini dapat meningkatkan efisiensi pasokan hidrogen melalui jalur resirkulasi.
Oksigen yang diperlukan untuk bereaksi dengan hidrogen diambil dari atmosfer yaitu dengan menarik udara ke dalam FCEV melewati sistem pemurnian udara yang membersihkannya dari partikulat dan bahan yang tidak diinginkan lainnya, sehingga udara yang masuk memiliki purity yang tinggi dan bersih. Hal ini diperlukan untuk menjaga tumpukan sel bahan bakar dari polutan.
“Sistem sel bahan bakar memerlukan sistem manajemen thermal untuk mengatur suhu tumpukan sel bahan bakar agar dapat mencegah membran elektrolit yang berada pada tumpukan sel bahan bakar terkena panas tinggi, karena dapat menghambat kinerja dan masa pakai yang optimal.”
Meskipun peraturan teknis yang mengatur masih direvisi secara berkala untuk memastikan keamanan FCEV secara internasional, namun setiap pasar dengan FCEV memiliki atau sedang mengembangkan peraturan dan undang-undang keselamatan yang berlaku setiap negara berdasarkan standar internasional. Secara umum ketentuannya menyertakan spesifikasi untuk memastikan keamanan listrik dan keamanan hidrogen atas sistem penyimpanan hidrogen bertekanan tinggi.
Hyundai Motor Group sepenuhnya mematuhi standar dan peraturan melalui pengujian dan evaluasi yang sangat ketat, seperti pada sistem sel bahan bakar di NEXO hadir dengan jaminan daya tahan 10 tahun 160.000 km, tetapi Hyundai Motor Group menetapkan standar teknik yang jauh melebihi jaminan yang ditetapkan tersebut. Sistem penyimpanan hidrogen bertekanan tinggi dibutuhkan karena hidrogen memiliki densitas per volume yang rendah, sehingga membutuhkan banyak ruang untuk menyimpannya. Tekanan gas hidrogen bertekanan sekitar 700 bar yang disimpan dalam tangka sehingga membutuhkan keamanan dan keandalan tangki bahan bakar hidrogen sehiingga memiliki tingkat keamanan sebagaimana dalam ketentuan yang diijinkan oleh regulator internasional.
