Berhentilah Menggunakan Istilah Bahan Bakar Air

Artikel ini dilihat sebanyak 23,226 kali

Kalau kita iseng googling kata bahan bakar air maka kita akan menemukan seabrek berita atau gambar tentang penggunaan air sebagai bahan bakar. Mulai dari siswa SMA/K, Guru, Mahasiswa, Dosen, Ilmuwan bahkan masyarakat umum mengklaim menemukan cara mengubah air menjadi bahan bakar. Lebih parah lagi, media-media online dengan penuh kelebayannya memberitakan hingga beberapa halaman google isi nya penemuan bahan bakar air. Sebenarnya hal ini juga gak terjadi cuma di Indonesia, di luar negeri pun berita semacam ini gak kalah banyaknya.

bahan bakar air

“too good to be true” bisa jadi istilah yang terlalu halus untuk menggambarkan hal ini. Kalau mau lebih jujur maka “hoaks atau berita sampah” barangkali lebih sesuai. Mengapa bisa begitu? Saya akan coba bahas dari sudut padang keilmuawan saya di bidang kimia

Sebuah mimpi

Coba kita bayangkan punya motor atau mobil yang tangki bahan bakarnya bukan lagi Pertamax, tapi air, suatu benda yang dengan mudah kita peroleh. Tentu sangat menyenangkan dan memudahkan. Dari bandung ke jakarta yang jaraknya sekitar 120 km biasanya butuh 100 ribu bensin (perkiraan saya sih..) jika menggunakan bahan bakar air maka tidak sampai 10 ribu rupiah.  Apalagi saat ini kita berada di suatu zaman dimana ketergantungan terhadap bahan bakar fosil sangat besar, padahal minyak bumi, gas alam, dan batubara merupakan sumber daya tak terbaharukan. Oleh karena itu, jika ada  invention tentang bahan bakar air maka media massa akan sangat menyukainya terlepas itu benar atau tidak.

bahan bakar air

Batasan tulisan ini

Saya membatasi bahan bakar air hanya untuk energi yang berasal dari zat air itu. Jadi PLTA yang menggunakan energi potensial gravitasi air, saya tidak masukkan dalam pembahasan ini.

Inilah kenyataannya

Sunatullah telah menunjukkan bahwa sebagian besar permukaan bumi ditutupi air. Hal ini tidak berlangsung seabad-dua abad, tapi jutaan tahun sejak bumi tercipta. Hal ini menunjukkan bahwa air merupakan suatu zat yang sangat stabil atau dalam bahasa ilmu kimia, sudah berada di tingkat energi yang sangat rendah. Kalau kita iseng menyiram api dengan air maka api bukan malah membesar, namun justru malah padam (Apakah api itu dan mengapa air memadamkannya?). Padahal untuk bisa menjadi bahan bakar, suatu zat apapun harus  berada di tingkat energi yang tinggi atau bahasa awamnya bisa bereaksi dengan udara (oksigen). Air harus diubah atau diuraikan menjadi gas hidrogen agar bisa menjadi bahan bakar (sebenarnya yang jadi bahan bakar nanti adalah hidrogen .. 🙂 ).

Proses penguraian air menjadi gas hidrogen ini membutuhkan energi yang tidak sedikit. Setiap perngurain 1 liter air menjadi gas hidrogen dan oksigen membutuhkan energi setidaknya  15.800 kJ atau setara dengan energi yang dilepaskan oleh pembakaran setengah liter bensin. Ini tentu saja dengan asumsi efesiensi penguraian air berlangsung 100% padahal kenyataanya hal ini tidak mungkin. Oleh sebab itu, jika ada informasi apapun tentang bahan bakar air baik dari media massa, artikel, dll maka hal ada dua yang perlu kita cermati, yaitu:

  1. Energi apakah yang digunakan untuk menguraikan air menjadi hidrogen? Apakah lebih murah dan sustainable dibandingkan bahan bakar fosil atau setidaknya dibandingkan bahan bakar nabati seperti biofuel dan biodiesel?
  2. Bagaimana metode proses penguraiannya?

Metode penguraian air menjadi hidrogen

Setidaknya ada tiga metode  umum yang saat ini  digunakan untuk menguraikan air menjadi hidrogen, yaitu:

1. Elektrolisis

Pada proses elektrolisis, kita mengalirkan arus listrik (baca : memberikan energi listrik) ke air sehingga air terurai menjadi gas hidrogen di katoda (kutub negatif) dan gas oksigen di anoda (kutub positif). Gas hidrogen yang dihasilkan bisa disalurkan ke dalam  sistem pembakaran kendaraan. Karena air bukan penghantar listrik yang baik maka biasanya kita tambahkan garam atau asam atau basa agar bisa  menjadi elektrolitik. Beberapa penelitian menunjukkan air bisa menghantar listrik dalam gelombang radio freksuensi tertentu. Kita bisa dengan mudah melakukan hal ini di rumah menggunakan adaptor hp atau aki yang mana kedua kabelnya dicelupkan di air garam. Di antara semua metode penguraian air, elekstrolisis merupakan metode yang paling mudah dilakukan dan paling memungkinkan dibuat portabel.

F4A54HNF5R8MQ53.LARGE

Namun, kembali yang menjadi pertanyaan adalah apakah sumber energi yang digunakan untuk menyediakan arus listrik agar bisa menguraikan air tersebut? Jika kita menggunakan aki mobil atau motor (seperti yang sempat dibicarakan orang beberapa waktu lalu) maka itu tidak lebih dari omong kosong. Untuk menguraiakan hanya 1 liter air dengan arus listrik 1 Ampere setidaknya kita membutuhkan waktu 2900 jam lebih (gak tahu berapa hari tu). Apa tidak jebol dengan segera aki tersebut?

Jadi, metode elektrolisis hanya memiliki prospek jika dan hanya jika kita  menggunakan sumber energi listrik yang lebih murah, misal dengan tenaga angin, panas bumi, atau energi matahari. Namun, jika kita menggunakan ketiga sumber energi ini maka bahan bakar air tidak bisa dibuat portabel dan “include” di sistem kendaraan dan harus memikirkan penyimpanan gas hidrogen yang tidak mudah dan rawan meledak. Selain itu, apakah tidak lebih efisien jika energi listik yang dihasilkan dari ketiga sumber energi tersebut langsung disalurkan ke end user atau jika untuk kendaraan dalam bentuk mobil listrik dibandingkan untuk elektrolisis air. Ada satu kaidah umum yang merupakan aplikasi hukum pertama dan kedua termodinamika, semakin panjang rantai konversi suatu energi maka semakin kecil efesiensinya.

2. Dekomposisi Termal

Jika pada proses elektrolisis kita menggunakan listrik sebagai sumber energi, maka pada dekomposisi termal kita menggunakan panas untuk menguraikan air. Karena air merupakan salah satu zat yang sangat stabil maka dibutuhkan suhu tinggi (sekitar 1200 – 1500 ^{0}C) dan katalis (biasanya Pt dan Ir).

2 H_{2}O (gas) + panas \rightarrow 2H_{2} (gas) + O_{2} (gas)

Teknologi ini tidak terlalu berkembang karena membutuhkan suhu yang sangat tinggi dan hasil yang diperoleh tidak memuaskan sehingga tidak  memungkinkan dijadikan portabel  di kendaraan. Selain itu, sumber energi untuk pemanasan juga menjadi persoalan. Jika sumber energi tersebut lebih mahal maka akan lebih efisien kalau langsung digunakan tanpa harus mengubah air menjadi hidrogen terlebih dahulu. Gas alam misalnya akan lebih efisien  langsung digunakan sebagai bahan bakar dibandingkan digunakan sebagai sumber energi dekomposisi termal air.

Jika memang membutuhkan hidrogen maka gas alam bisa diubah langsung menjadi hidrogen lewat proses steam-methane reforming yang memberikan  hasil lebih baik dan membutuhkan suhu lebih rendah (sekitar 700 – 1000 ^{0}C).

CH_{4} + H_{2}O + panas \rightarrow CO + 3H_{2}

3. Fotokatalisis air

Ide ini sebenarnya meniru konsep fotosintesis pada tumbuhan, yaitu menyerap gas karbondioksida dan air lalu mengubahnya menjadi oksigen dan senyawa organik kompleks (sumber energi) menggunakan energi cahaya dengan bantuan katalis. Bedanya, pada fotokatalisis air hanya menggunakan air sebagai raw material dan mengubahnya menjadi gas hidrogen dan oksigen. Ada banyak katalis yang bisa digunakan untuk fotokatalis seperti TiO2 (titanium oksida), dll. Dalam beberapa kasus metode fotokatalisis digabungkan dengan elektrolisis untuk mendapatkan hasil yang lebih baik.

foto-katalisis

Metode ini sebenarnya cukup memiliki prospek besar di masa depan karena sinar matahari merupakan sumber energi yang sangat murah dan sustainable. Hidrogen yang dihasilkan  bisa digunakan fuel cell dan sebagainya. Hanya saja perdebatan baru akan muncul, manakah yang lebih menjanjikan dan efisien: menggunakan energi matahari untuk fotokatalisis  air atau solar cell (listrik)? Selain itu, teknologi ini juga tdak bisa digunakan secara langsung di kendaraan.

Info lebih lengkap tentang ini bisa dilihat di : water-splitting

Kesimpulan

Di antara ketiga metode tersebut, hanya metode elektrolisis yang memungkinkan dibuat portabel dan digunakan di kendaraan. Namun, ini tidak membuat bahan bakar air layak digunakan. Bahkan, semua kendaraan yang diklaim berbahan bakar air tidak lebih dari omong kosong belaka. Energi listrik yang disediakan oleh aki dan alternator jauh dari kata cukup untuk mensupplay hidrogen yang mengimbangi laju bahan bakar.

Ilustrasi nya gini: Ambil contoh sepeda motor bergerak dengan kecepatan 50 km/jam dan menghabiskan 1 liter bensin tiap 50 km. Berarti energi yang disupply bensin untuk motor tersebut adalah 38ribu kJ/jam (kalor pembakaran bensin 47kJ/gram). Sekarang kita bandingkan elektrolisis air dengan aki atau alternator selama 1 jam dengan arus 1 A hanya akan menghasilkan 0,037 gram gas hidrogen atau setara dengan 5 kJ/jam (0.013% dari bensin). Bahkan kalau kita sangat kreatif hingga kita bisa mensupplay arus listrik 100 A buat elektrolisis pun energi yang dihasilkan hanya 500kJ/jam (hitung sendiri berapa persen dibandingkan bensin 😀 ). Itu pun dengan catatan sumber energi asal yang digunakan sangat ekonomis dan konversi energinya bisa dibuat 100% (ini yang mustahil). Mungkin juga  gak sampai beberapa menit aki atau batere atau apalah namanya akan rusak karena dipaksa supply arus sebesar itu.

Makanya kalau ada yang bilang bahan bakar air dia sangat awet, 1 liter air untuk 700 km ya masuk akal. wong yang mengerakkan motornya 99.986% dari bensin. :D. Ini belum ketidak efisien proses elektrolisis yang tinggi dan harga sumber bahan energi asal (aki dan bensin) yang lebih mahal.

Kalau mau riset lebih serius dan bukan asal tenar di media indonesia (yang begitu abal-abal) maka metode fotokatalisis air yang kita kejar. Sumber daya matahari sangat melimpah. Gas hidrogen dan oksigen bisa dimanfaatkan untuk hal yang jauh lebih manfaat seperti produksi pupuk urea, industri kimia, pembuat sin gas dari batu bara dll sehingga ketergantungan terhadap bahan bakar fosil berkurang. Kalau mau buat energi bisa diarahkan ke fuel cell. Memang sih istilahnya tidak lagi bahan bakar air karena kita tidak memasukkan air ke tangki bahan bakar kita :D.

Adakah cara lebih ekstrim gitu agar bisa bahan bakar air?

Semua kita yang bahas di atas dalam batasan konsep termodinamika kimia. Kalau mau keluar dari batasan itu tentu saja kita bisa membuat bahan bakar air yang fenomenal. Misal kita kumpulkan itu semua isotop detrium di air (D2O) lalu kita buat reaktor nuklir jenis fusi di mobil kita, tentu energi yang dihasilkan sangat besar. Apakah itu mungkin? Mungkin jika kita mampu menyediakan tempat bersuhu mendekati suhu matahari (ya  sekitar 10.000 ^{0}C) di mobil kita .. hihihii

Emang gak bisa ya air langsung dijadikan bahan bakar tanpa harus diubah jadi hidrogen, ya  semacam blue energy gitu? Tentu bisa, jika kita bisa mengganti semua oksigen di udara dengan gas fluor (suatu gas yang sangat beracun dan reaktif). Air bisa terbakar oleh gas fluor menghasilkan cairan hidrogen fluorida (HF) yang bisa melelehkan kaca. serem kali … kalau ada yang bisa membuat air terbakar oleh oksigen maka dia layak mendapat nobel karena dia telah membuat hukum kimia yang baru…. 😀

——————————————————————————————————————-

Jika ada informasi tambahan atau sanggahan maka dengan senang hati saya akan menerimanya .. 🙂

 

Related Post