Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) adalah salah satu teknologi kendaraan yang menjanjikan dalam transisi menuju mobilitas ramah lingkungan. Kendaraan ini pada dasarnya adalah kendaraan listrik yang mengandalkan sel bahan bakar hidrogen sebagai sumber energi utama, dengan peran sekunder yang dimainkan oleh baterai dalam rangkaian penggerak. Dalam ulasan ini, kita akan menelusuri mekanisme kerja FCEV, tantangan yang dihadapi, serta potensi masa depan teknologi ini dalam menciptakan transportasi yang lebih berkelanjutan.
Pada prinsipnya, FCEV bekerja dengan memasukkan hidrogen dari tangki onboard ke dalam anoda sel bahan bakar, di mana katalis memisahkan atom hidrogen menjadi proton dan elektron. Elektron yang dihasilkan ini kemudian dikumpulkan oleh kolektor arus, yang menghasilkan listrik untuk menggerakkan motor atau mengisi ulang baterai kendaraan. Proses ini, yang disebut elektrokimia, memungkinkan konversi energi kimia hidrogen menjadi energi listrik dengan tingkat efisiensi yang cukup tinggi, tergantung pada jenis sel bahan bakar yang digunakan.
Salah satu jenis sel bahan bakar yang paling umum digunakan dalam kendaraan adalah Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), yang memiliki keunggulan efisiensi hingga 60%. Selain PEMFC, terdapat jenis lain seperti Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) dan Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), yang masing-masing memiliki karakteristik dan keunggulan tersendiri dalam aplikasi tertentu. Namun, meskipun teknologi ini menjanjikan efisiensi yang tinggi, ada beberapa tantangan yang masih menghambat adopsi FCEV secara luas, terutama dalam hal infrastruktur dan biaya produksi hidrogen yang terbarukan.
Salah satu tantangan utama dalam pengembangan FCEV adalah ketersediaan infrastruktur stasiun pengisian hidrogen. Saat ini, jumlah stasiun pengisian hidrogen masih sangat terbatas, sehingga menyulitkan adopsi massal kendaraan ini, terutama di negara-negara berkembang. Selain itu, biaya produksi hidrogen melalui proses elektrolisis air yang menggunakan energi terbarukan masih relatif tinggi dibandingkan dengan metode konvensional seperti reformasi metana uap. Oleh karena itu, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk meningkatkan efisiensi produksi hidrogen agar lebih ekonomis dan ramah lingkungan.
Selain tantangan infrastruktur, ada juga tantangan teknis terkait dengan stabilitas dan daya tahan sel bahan bakar dalam jangka panjang. Sel bahan bakar perlu dirancang untuk dapat bertahan dalam siklus penggunaan yang berkepanjangan, serta mampu bekerja dengan efisiensi yang konsisten dalam berbagai kondisi lingkungan. Teknologi baterai juga memainkan peran penting dalam sistem ini, karena baterai harus dapat menyimpan dan mengelola energi secara efisien untuk mendukung sel bahan bakar.
Penelitian yang sedang dilakukan saat ini, termasuk yang disebutkan dalam narasi di atas, berfokus pada produksi hidrogen dari sumber energi terbarukan serta peningkatan efisiensi energi sel bahan bakar dalam siklus operasi kendaraan. Upaya ini bertujuan untuk mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan keberlanjutan sistem transportasi berbasis hidrogen. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan kinerja kendaraan hidrogen, sekaligus menurunkan biaya keseluruhan produksi dan operasional.
Meskipun masih dalam tahap awal, FCEV memiliki potensi besar untuk menjadi alternatif transportasi berkelanjutan di masa depan. Dengan terus berkembangnya teknologi sel bahan bakar dan produksi hidrogen yang lebih ramah lingkungan, FCEV dapat menjadi solusi jangka panjang dalam mengurangi emisi gas rumah kaca dari sektor transportasi. Namun, keberhasilan adopsi teknologi ini akan sangat bergantung pada kolaborasi antara industri, pemerintah, dan masyarakat dalam mengatasi tantangan infrastruktur dan biaya yang ada.
Sebagai kesimpulan, teknologi FCEV menawarkan solusi yang menjanjikan untuk masa depan transportasi yang lebih bersih dan berkelanjutan. Dengan peningkatan efisiensi energi dan dukungan dari energi terbarukan dalam produksi hidrogen, kendaraan berbahan bakar hidrogen memiliki potensi untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan emisi karbon global.
