Memecah Tenaga Matahari dan Angin Menjadi Hidrogen, Lakukan Proses Elektrolisis

Bagaimana memecah tenaga matahari dan angin menjadi hidrogen? Tim peneliti melakukan proses elektrolisis. Penerapannya dilakukan di kawasan industri, area komersial, dan peneliti sedang merencanakan hidrogen dapat digunakan di area pertanian dan pabrik biogas.  

Bagaimana mencari sumber hidrogen untuk dijadikan sebagai sumber energi?  Ilmuwan dari Fraunhofer IFF, Dr. Torsten Birth menyatakan bahwa listrik yang berasal dari tenaga matahari, angin, bahkan dari tenaga air  dapat  dipecah menjadi hidrogen dan oksigen. Proses pembuatannya melalui elektrolisis.

“Hidrogen disimpan dan kemudian dapat diubah menjadi energi listrik yang selanjutnya digunaan oleh pengemudi truk atau kendaraan lain. Energi dari hidrogen tersimpan sebagai sel bahan bakar dalam yang mudah digunakan di kendaraan,” jelas Dr. Torsten Birth, ilmuwan di Fraunhofer IFF. 

Tim peneliti Dr. Torsten Birth memikirkan armada kendaraan seperti van dan forklift sebagai pengguna tenaga listrik dari hidrogen. Kendaraan-kendaraan yang beroperasi di kompleks atau area industri dan komersial tepat menggunakan hidrogen.  

“Selain itu, kami ingin memasok industri dengan listrik, gas, dan panas. Hidrogen yang dihasilkan dengan elektrolisis dimasukkan ke dalam jaringan gas, digunakan sebagai bahan bakar, kemudian dikonversi menjadi metana atau metanol yang disediakan untuk keperluan industri sebagai bahan baku,”  tandas Dr. Torsten Birth. 

Bagaimana menjadikan kopling produksi hidrogen ke pabrik biogas? Untuk dapat menerapkan konsep pabrik hidrogen, para peneliti sedang mengembangkan sub-komponen modular dengan memperluas jaringan satu sama lain dan mengimplementasikannya  di area komersial dan kawasan industri. 

Dr. Torsten Birth menyebutkan hal itu bergantung pada kondisi setempat, proses elektro atau biokimia yang  digunakan untuk menghasilkan hidrogen. 

“Tidak mungkin membangun sistem angin dan fotovoltaik di sembaran lokasi. Kami mengandalkan solusi sesuai keadaan lokasi dan penggunaan pabrik biogas untuk produksi. Sebuah pabrik percontohan di dekat Gommern di Saxony-Anhalt, Jerman,  sedang direncanakan,” jelas seorang  insinyur tim Dr. Torsten Birth. “Nanti, hasil akhirnya adalah hidrogen hijau.”

Sementara itu, proyek HyPerFerMent I, digarap oleh Fraunhofer IFF bekerja sama dengan MicroPro GmbH dan Streicher Anlagenbau GmbH & Co. KG.  Kolaborasi ketiga organisasi itu merencanakan  produksi hidrogen regeneratif dengan bahan dari biomassa. 

Proses fermentasi khusus, mirip dengan produksi biogas, dan menggunakan mikroorganisme tertentu dapat menghasilkan hidrogen langsung dari residu organik. 

Sebagai produk metabolisme dari bakteri tertentu, dibuat campuran gas H2 dan CO2 dengan kandungan hidrogen 50 hingga 60 persen, yang dapat dengan mudah dimurnikan dengan pemisahan CO2 selanjutnya. 

“Produksi fermentasi biohidrogen akan memainkan peran penting dalam produksi desentralisasi sumber energi,” ungkap Dr. Torsten Birth.

Bagaimana dengan stasiun pengisian hidrogen yang bergerak (mobile) di area industri dan kawasan komersial? Dengan sistem distribusi kecil Mobile Modular H2 Port (MMH2P), para peneliti di Fraunhofer IFF, bekerja sama dengan Anleg GmbH, menyadari salah satu subkomponen yang dibutuh.

Yakni,  stasiun pengisian hidrogen seluler yang bergerak untuk jarak pendek kurang dari 200 kilometer. 

Pada trailer kecil dibuat sistem penyimpanan tekanan yang dapat diperluas dengan kompresor yang dapat diisi dan dapat melepaskan hidrogen. Mengamati prospek yang menjanjikan, maka Kementerian Federal Pendidikan dan Penelitian BMBF, Jerman,  mendanai proyek ini. 

Produksi hidrogen terintegrasi secara sistemik sangat penting bagi para peneliti. Ini berarti bahwa para peneliti menggunakan tidak hanya hidrogen yang dihasilkan selama elektrolisis, tetapi juga oksigen—untuk proses pengelasan, misalnya, atau untuk ozonasi di pabrik pengolahan limbah. 

Dengan penambahan ozon, micropollutants yang bermasalah seperti obat-obatan, pestisida atau kosmetik dapat dihilangkan dari air limbah. 

Skenario aplikasi lain yang disiapkan oleh tim Dr. Torsten Birth mencakup penerapannya di bidang pertanian, oksigen dapat digunakan untuk desulfurisasi tanaman biogas.

Tim peneliti mengumpulkan pengetahuan yang komprehensif tentang implementasi pabrik hidrogen di proyek  yang dinamai Energy Region Staßfurt 2020 dan Energy Region East Harz. 

Kedua proyek tersebut menyangkut implementasi konsep energi regional untuk konversi pasokan energi di berbagai sektor (seperti listrik, gas, pemanas, dan mobilitas) dari bahan bakar fosil ke energi terbarukan yang dihasilkan secara regional, dan pengembangan sistem penggandengan sektor regeneratif.