Dalam upaya menghentikan pemanasan global, transportasi dan industri otomotif akan menjadi dua pemain utama. Oleh karena itu, pabrikan mobil global berusaha untuk menemukan opsi yang paling bersih, paling efisien, dan paling hemat biaya untuk masa depan — karena ini akan mengamankan penjualan.
Pemenang saat ini adalah kendaraan listrik bertenaga baterai (EV), yang sebagian besar ditenagai oleh baterai lithium-ion. Namun, baterai memiliki banyak kekurangan, termasuk umur dan harga yang terbatas. Untuk mengatasi masalah ini, produsen sedang mencari alternatif. Salah satu opsi mendapatkan daya tarik adalah sel bahan bakar hidrogen, tetapi apakah ini lebih baik daripada baterai? Baca terus untuk menemukan solusi yang tepat untuk Anda!
Daftar Isi
Apa itu baterai?
Apa itu sel bahan bakar hidrogen?
Baterai vs sel bahan bakar hidrogen: Perbedaannya
Baterai vs. sel bahan bakar hidrogen: Mana yang lebih baik?
Kesimpulan
Apa itu baterai?
Baterai adalah perangkat yang dapat menyimpan energi dan kemudian melepaskannya, dengan mengubah energi kimia menjadi listrik, bila diperlukan. Pelepasan listrik dicapai melalui reaksi kimia dalam satu atau lebih sel elektrokimia. Ini berarti baterai dengan lebih banyak sel mampu mengeluarkan daya listrik yang lebih tinggi.
Bagaimana sel elektrokimia menghasilkan listrik?
- Sel elektrokimia memiliki dua terminal (elektroda), yang dihubungkan melalui jembatan berpori.
- Elektroda melewatkan muatan listrik (elektron) antara satu sama lain melalui jembatan berpori ini, yang mengandung bahan kimia yang dikenal sebagai elektrolit.
- Hilangnya elektron dari elektroda/terminal negatif (anoda), dan diteruskannya ke elektroda/terminal positif (katoda) melalui elektrolit berarti ada perbedaan muatan, atau tegangan, dari satu sisi ke sisi lain, mengakibatkan aliran listrik.
Baterai dapat diisi ulang atau sekali pakai, dan dapat dibuat dari berbagai bahan. Beberapa bahan yang paling umum termasuk alkalin, litium-ion, litium-polimer, nikel-logam hidrida.
Tergantung pada jumlah sel elektrokimia, baterai dapat digunakan secara berbeda — misalnya baterai yang lebih besar dapat menggerakkan mobil listrik, sedangkan baterai yang lebih kecil dapat digunakan untuk menyalakan lampu atau bor.
Apa itu sel bahan bakar hidrogen?
Sel bahan bakar hidrogen, seperti baterai, memiliki anoda, katoda, dan jembatan berpori elektrolit. Namun, alih-alih menggunakan energi kimia, sel bahan bakar hidrogen menghasilkan listrik melalui reaksi atom oksigen dan hidrogen, dan karena satu-satunya produk sampingannya adalah air, menggunakan ini untuk menghasilkan energi tidak menimbulkan polusi.
Bagaimana sel hidrogen menghasilkan listrik?
- Hidrogen diumpankan ke anoda, atau terminal negatif, sedangkan oksigen diumpankan ke katoda, atau terminal positif.
- Di anoda, atom hidrogen dipisahkan menjadi proton (muatan positif) dan elektron (muatan negatif).
- Proton melewati jembatan membran elektrolit menuju katoda, sedangkan elektron mengambil rute yang berbeda untuk menghasilkan listrik.
- Proton dan elektron bertemu di katoda, di mana mereka bergabung dengan oksigen, sehingga menghasilkan listrik, dengan panas dan air sebagai produk sampingan.
Sel bahan bakar hidrogen bersih, tetapi kurang bertenaga dibandingkan pembakaran dan baterai kimia, jadi, untuk menghasilkan listrik yang cukup untuk menggerakkan mesin, kendaraan, atau barang elektronik lainnya, banyak bahan bakar hidrogen ditumpuk bersama.
Baterai vs sel bahan bakar hidrogen: Perbedaannya
Efisiensi
Saat ini, baterai tradisional lebih efisien daripada sel bahan bakar hidrogen, karena memberikan lebih banyak tenaga. Inilah salah satu alasan utama produsen EV besar, seperti Tesla dan BYD, terus menggunakan baterai dalam proses fabrikasinya. Namun, dengan investasi dan penelitian yang cukup, ini bisa berubah.
Meskipun efisiensinya lebih rendah, sel bahan bakar hidrogen adalah pilihan utama untuk kendaraan yang lebih besar, termasuk truk dan roket NASA. Alasan utamanya adalah berat badan.
Berat dan ukuran
Baterainya berat, dan jika digunakan untuk truk besar jarak jauh atau kendaraan besar lainnya, bobot tambahan ini bisa “melebihi” manfaatnya. Sel bahan bakar hidrogen di sisi lain, lebih kompak dan lebih ringan – dengan lebih banyak energi dalam massa yang lebih sedikit. Ini berarti bahwa ketika digunakan di kendaraan besar, mereka mengurangi bobot dan dengan demikian memungkinkan jarak tempuh yang lebih jauh. Sebagai contoh, sebuah truk dengan jangkauan 800 kilometer akan mengurangi bobotnya sebanyak 2 ton jika menggunakan sel bahan bakar hidrogen sebagai pengganti baterai.
Toksisitas
Sel bahan bakar hidrogen adalah pilihan yang lebih bersih, karena hanya menghasilkan panas dan air sebagai produk sampingan dan tidak mengandung bahan beracun. Baterai, di sisi lain, terkenal sulit dibuang, hanya dengan 5% baterai lithium-ion yang didaur ulang. Baterai memiliki komponen logam beracun, termasuk kobalt, nikel, dan mangan, yang sering bocor ke tanah di tempat pembuangan sampah dan mencemari sumber air. Selain itu, karena umurnya yang pendek hanya lima tahun (atau lebih pendek jika habis sama sekali atau tidak dipertahankan), lebih banyak baterai perlu diproduksi daripada sel bahan bakar hidrogen.
Infrastruktur pengisian ulang/pengisian bahan bakar
Sel bahan bakar hidrogen tidak perlu diisi ulang, mereka hanya perlu diisi ulang. Artinya, alih-alih menunggu berjam-jam untuk mengisi ulang baterai, atau harus menggantinya saat sudah mati, pengguna cukup mengisi bahan bakar — yang memakan waktu 15 menit. Selain itu, karena sel bahan bakar hidrogen hanya membutuhkan hidrogen dan oksigen, pengisian bahan bakar menjadi hemat biaya. Masalah tetap ada pada aksesibilitas, karena hidrogen tidak selalu mudah diakses. Ini bisa menjadi sesuatu yang berubah dengan peningkatan infrastruktur dan investasi.
Harga
Biaya baterai dan bahan bakar hidrogen tidak hanya ditentukan oleh harga, tetapi juga oleh biaya perawatan, waktu pengisian ulang/pengisian bahan bakar, dan faktor serupa lainnya. Biaya baterai, serta perawatan dan/atau penggantiannya tetap tinggi, sementara waktu pengisian ulangnya lama. Sel bahan bakar hidrogen, di sisi lain, cukup hemat biaya, dengan waktu pengisian bahan bakar yang cepat, serta lebih ringan dan cocok untuk berkendara jarak jauh. Namun, biaya bahan mentah yang terlibat dalam pembuatan bahan bakar hidrogen ini, seperti platina, sangatlah tinggi.
Baterai vs. sel bahan bakar hidrogen: Mana yang lebih baik?
Dengan kurangnya infrastruktur untuk sel bahan bakar hidrogen dan inovasi yang masih memungkinkan untuk baterai, ini bukanlah masalah mana yang lebih baik saat ini, tetapi mana yang lebih baik di masa mendatang.
Saat ini, bahan bakar hidrogen dianggap pilihan yang lebih baik untuk kendaraan yang lebih besar, seperti roket, kereta api, pesawat, kapal, dan bahkan beberapa kendaraan konstruksi. Ini berkat fakta bahwa mereka lebih ringan, tidak memerlukan waktu pengisian yang lama, dan memiliki daya tahan yang lebih baik daripada baterai. Berkat kurangnya bagian yang bergerak, mereka juga sangat senyap – yang ideal untuk perjalanan yang lebih jauh.
Namun, untuk kendaraan yang lebih kecil yang digunakan oleh mayoritas penduduk, baterai tetap menjadi pilihan yang lebih disukai. Mobil, sepeda motor, dan van diperkirakan tidak akan terus menempuh jarak jauh, artinya mereka tidak membutuhkan baterai yang besar — artinya lebih ringan dan waktu isi ulang lebih singkat. Namun, ini mungkin akan berubah, karena hidrogen menjadi lebih mudah tersedia di jalan raya, dan produsen mobil besar, termasuk Toyota, Hyundai, dan Honda mengembangkan mobil sel bahan bakar hidrogen.
Kesimpulan
Baterai, dan terutama baterai lithium-ion, mempertahankan posisi teratas dalam pembuatan EV saat ini, namun, ketergantungan pada mineral yang tidak dapat diperbarui menjadi akhir yang tak terelakkan dari sumber tenaga ini. Teknologi sel bahan bakar hidrogen, meski masih dalam pengembangan dan saat ini lebih mahal daripada baterai lithium-ion, bersih, fleksibel, dan hemat energi.
Berkat kualitas ini, di samping tujuan dari pemerintah global untuk mengekang ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mengurangi emisi, diharapkan kendaraan sel bahan bakar hidrogen akan menggantikan EV bertenaga baterai dalam waktu dekat. Peningkatan investasi dan kemajuan teknologi akan berarti efisiensi yang lebih tinggi dari sel bahan bakar hidrogen, yang mengarah ke penilaian yang diproyeksikan lebih dari USD 131 miliar pada tahun 2023, naik dari hanya USD 1.9 miliar pada 2021.
E-commerce B2B situs, seperti Alibaba.com, menawarkan layanan jual beli global dengan produsen baterai dan sel bahan bakar hidrogen.
