Language
Country/Area
No result found
nan
Pada meningkatnya permintaan akan energi berkelanjutan, sel bahan bakar alkali (AFC) menjadi semakin populer. Sel bahan bakar ini tidak hanya dapat menghemat energi dan mengurangi karbon, tetapi juga memiliki efisiensi konversi hingga 70%, menjadikannya fokus perhatian dari semua lapisan masyarakat. Sel bahan bakar alkali menggunakan hidrogen dan oksigen murni sebagai bahan baku untuk menghasilkan air yang dapat diminum, energi panas dan listrik. Sejak 1960 -an, mereka telah banyak digunakan oleh NASA dalam serangkaian misi Apollo dan angkutan ruang angkasa.
Sel bahan bakar alkali mengandalkan reaksi redoks untuk menghasilkan energi melalui interaksi antara hidrogen dan oksigen.
Prinsip operasi inti sel bahan bakar alkali melibatkan reaksi molekuler hidrogen dan oksigen. Pada elektroda negatif, hidrogen teroksidasi dan reaksinya seperti yang dijelaskan di bawah ini:
H2 + 2OH- ⟶ 2H2O + 2E-
Proses ini menghasilkan kelembaban dan melepaskan elektron, yang mengalir ke elektroda positif dengan sirkuit eksternal, di mana ia mengalami reaksi reduksi dengan oksigen:
O2 + 2H2O + 4E- ⟶ 4OH-
Seluruh reaksi mengkonsumsi satu molekul oksigen dan dua molekul hidrogen, menghasilkan dua molekul air, dan secara bersamaan melepaskan listrik dan panas.
Elektrolit sel bahan bakar alkali biasanya merupakan larutan alkali berair jenuh, seperti kalium hidroksida (KOH). Namun, sistem tersebut sensitif terhadap karbon dioksida (CO2). Jika karbon dioksida terkandung di udara, KOH dapat dikonversi menjadi kalium karbonat (K2CO3), yang mempengaruhi kinerja sel bahan bakar. Oleh karena itu, operasi oksigen murni telah menjadi praktik umum. Meskipun CAD berargumen tentang hal ini, tidak ada kesepakatan di antara akademisi.
Karena kompleksitas proses, banyak peneliti memahami bahwa masalah keracunan sel bahan bakar alkali mungkin tidak dapat dipulihkan atau dapat dipulihkan, tergantung pada situasinya.
Sel bahan bakar alkali dapat dibagi menjadi dua kategori: elektrolit statis dan elektrolit aliran. Elektrolit statis biasanya menggunakan lapisan isolasi asbes dengan kalium hidroksida jenuh, yang dapat didaur ulang setelah air terbentuk. Sebaliknya, desain elektrolit aliran memungkinkan elektrolit mengalir di antara elektroda, yang dapat mengelola pembuatan dan penghilangan air dengan lebih baik.
Keuntungan dari desain sistem lithium hidroksida terletak pada biaya rendah dan kemampuan untuk mengganti elektrolit, meskipun saat ini terutama dioperasikan dalam lingkungan oksigen murni. Desain seperti itu mengurangi biaya pemilihan material karena katalis yang dibutuhkan dapat digunakan dengan logam yang tidak mahir, dan bahan seperti zat besi atau tembaga dapat digunakan secara efektif.
Efisiensi listrik sel bahan bakar alkali umumnya lebih tinggi daripada sel bahan bakar berbasis elektrolit asam, berkat keunggulan yang mereka bawa ke kimia.
Dibandingkan dengan sel bahan bakar asam, sel bahan bakar alkali memiliki kinetika elektrokimia yang lebih baik dalam kisaran suhu operasi (hingga 90 ° C). Dalam penggunaan katalis, karena lingkungan alkali dapat meningkatkan reaksi reduksi oksigen dan mempercepat oksidasi bahan bakar, permintaan katalis mengurangi ambang batas untuk seleksi dan mengurangi biaya produksi.
Saat ini, sel bahan bakar alkali terlihat cukup bagus dalam pengembangan komersial, dan banyak produk baru secara konstan dimasukkan ke pasar untuk memperkuat penerapan teknologi ini. Misalnya, beberapa perusahaan telah mengembangkan versi bipolar dari teknologi ini, yang telah sangat meningkatkan kinerja. Ini meletakkan dasar untuk aplikasi di masa depan, seperti kapal bertenaga sel bahan bakar pertama "Hydra", yang menggunakan sistem AFC.
Selain itu, munculnya sel bahan bakar alkali padat, menggunakan membran pertukaran anion padat untuk menggantikan elektrolit cair, berhasil memecahkan masalah keracunan, sambil memperluas jangkauan operasi yang aman, memungkinkan mereka untuk menggunakan pembawa kaya hidrogen secara efektif, seperti solusi urea cair atau kompleks amina logam.
Namun, dengan kemajuan teknologi sel bahan bakar alkali, kita juga perlu merefleksikan masa depan teknologi ini. Bisakah ia mendapatkan tempat di pasar energi terbarukan di masa depan dan menjadi pilihan energi yang lebih ramah lingkungan dan efisien?
