Para peneliti Jepang telah mengembangkan baterai hidrogen yang bekerja pada suhu hanya 90°C, penurunan signifikan dari 300-400°C yang diperlukan oleh metode sebelumnya. Meskipun terdengar menjanjikan di atas kertas, komunitas teknologi mengajukan pertanyaan penting tentang apakah penyimpanan hidrogen akan pernah masuk akal secara praktis untuk penggunaan sehari-hari.
Spesifikasi Teknis
- Suhu operasi: 90°C (dibandingkan dengan 300-400°C untuk metode sebelumnya)
- Kapasitas penyimpanan: 2.000 mAh/g (setara dengan 7,6 wt.% hidrogen)
- Elektrolit padat: Ba₀.₆₅Ca₀.₃₅Na₀.₁₅H₁.₈₅ dengan struktur kristal tipe anti-α-AgI
- Konduktivitas ionik: 2,1 × 10⁻⁵ S cm⁻¹ pada suhu ruangan
Kepadatan Penyimpanan Tetap Menjadi Masalah Utama
Komunitas dengan cepat memusatkan perhatian pada masalah fundamental hidrogen: membutuhkan ruang yang terlalu besar. Bahkan dengan teknologi baterai baru ini, fisika penyimpanan hidrogen tidak berubah. Seorang komentator menunjukkan bahwa menyimpan hidrogen yang cukup untuk menggerakkan mobil sejauh 380 mil akan memerlukan tangki berukuran 70 meter kubik pada tekanan normal - itu hampir sebesar seluruh truk semi-trailer.
Ini menjelaskan mengapa mobil hidrogen saat ini memerlukan tangki bertekanan tinggi yang mahal dengan tekanan 350-700 bar. Pendekatan baterai baru ini menyimpan hidrogen dalam magnesium hidrida, yang lebih kompak daripada penyimpanan gas, namun komunitas mencatat bahwa ini masih memerlukan pemanasan hingga 90°C untuk melepaskan hidrogen saat dibutuhkan.
Perbandingan Kepadatan Penyimpanan
- Gas hidrogen pada STP: 0,08988 g/L
- Penyimpanan yang dibutuhkan untuk jangkauan 380 mil: 6,3 kg hidrogen = volume tangki 70 m³
- Volume semi-trailer untuk referensi: ~100 m³
- Mobil hidrogen saat ini menggunakan: tangki tekanan 350-700 bar
Pertanyaan Efisiensi Menaungi Inovasi
Meskipun tim peneliti mencapai hasil teknis yang mengesankan - mencapai kapasitas penyimpanan teoritis penuh sebesar 2.000 mAh per gram - komunitas mengajukan pertanyaan yang lebih sulit tentang efisiensi dunia nyata. Sistem ini perlu mempertahankan suhu 90°C, yang berarti input energi konstan untuk pemanasan dan isolasi yang baik untuk mencegah kehilangan.
Ini akan sangat bergantung pada isolasi dan durasi penyimpanan. Kemungkinan tidak berguna untuk mobil pribadi Anda yang berdiri seminggu di bawah sinar matahari tetapi mungkin untuk sesuatu seperti transportasi umum.
Kebutuhan pemanasan membuat teknologi ini lebih cocok untuk aplikasi industri atau penyimpanan skala besar di mana biaya energi untuk mempertahankan suhu dapat dibenarkan, daripada kendaraan pribadi.
Pendekatan Alternatif Mendapat Dukungan Komunitas
Diskusi mengungkapkan sentimen komunitas yang kuat bahwa hidrogen mungkin memecahkan masalah yang salah. Beberapa komentator menyarankan bahwa jika Anda akan membuat hidrogen dari listrik, mengapa tidak membuat metana saja? Metana memiliki efisiensi produksi yang serupa, dapat menggunakan infrastruktur gas alam yang ada, dan jauh lebih mudah disimpan dan diangkut.
Yang lain menunjuk pada penyimpanan gas terkompresi bawah tanah untuk aplikasi skala besar, yang akan jauh lebih sederhana dan lebih murah daripada mengembangkan teknologi baterai baru. Komunitas tampaknya lebih antusias dengan alternatif yang terbukti seperti baterai sodium, yang sudah memasuki produksi massal.
Konteks Efisiensi Energi
- Produksi hidrogen melalui elektrolisis: efisiensi ~80%
- Konversi fuel cell kembali ke listrik: efisiensi ~60%
- Produksi metana dari listrik: Efisiensi serupa dengan hidrogen
- Perbandingan kepadatan energi: 15L gas hidrogen ≈ kandungan energi 1 baterai AA
Aplikasi Terbatas Mungkin Masih Masuk Akal
Meskipun skeptis, komunitas mengakui beberapa kegunaan potensial untuk penyimpanan hidrogen yang ditingkatkan. Proses industri seperti produksi baja memerlukan hidrogen sebagai bahan kimia, bukan hanya bahan bakar. Penyimpanan grid jangka panjang untuk energi terbarukan juga dapat menguntungkan, terutama ketika dipasangkan dengan pembangkit listrik gas yang ada selama periode ketika tenaga surya dan angin tidak menghasilkan listrik yang cukup.
Konsensusnya tampaknya bahwa meskipun baterai hidrogen 90°C ini secara teknis mengesankan, ia memecahkan masalah yang mungkin tidak memerlukan solusi hidrogen sejak awal. Untuk sebagian besar aplikasi, baterai, penyimpanan udara terkompresi, atau bahan bakar sintetis mungkin menawarkan jalur yang lebih baik ke depan.
Referensi: Overcoming the barriers of hydrogen storage with a low-temperature hydrogen battery