Keberlanjutan

Menyimpan Hidrogen – Apakah Bahan Bakar Jet Berbasis Lignin Jawabannya?

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Membuat Hidrogen Berfungsi

Electrifikasi dengan baterai mungkin tidak cukup untuk menggantikan bahan bakar fosil dalam transportasi, terutama pengiriman dan penerbangan. Hal yang sama dapat dikatakan untuk proses industri yang memerlukan suhu sangat tinggi. Bahkan dengan perbaikan teknologi baterai baru-baru ini, listrik sulit disimpan tanpa baterai yang berat atau terlalu besar.

Alternatif yang telah dipertimbangkan sejak lama adalah hidrogen. Karena hidrogen hijau dapat diproduksi dari energi terbarukan, ini akan menjadi cara yang baik untuk mengubah energi hijau menjadi bahan bakar cair yang padat.

Namun, hidrogen hijau tertinggal dibandingkan solusi hijau lainnya karena 2 alasan: produksi hidrogen mahal, dan penyimpanan hidrogen sulit.

Masalah produksi sedang ditangani dari banyak sudut, mulai dari elektrolisis air biasa, misalnya, fotosintesis buatan, gelombang mikro & oksida sesium, atau elektrolisis berbasis nikel, menggunakan serbuk logam.

Penyimpanan merupakan masalah yang lebih rumit, karena hidrogen sangat volatil, mudah terbakar, dan sulit dikontain karena merupakan atom terkecil yang mungkin. Inilah mengapa signifikan bahwa para ilmuwan mungkin telah membuat terobosan dalam topik ini.

Peneliti yang bekerja di Washington State University, Pacific Northwest National Laboratory, University of New Haven, dan Natural Resources Canada telah mempublikasikan hasil mereka di International Journal of Hydrogen Energy, dengan judul “In-situ dehydrogenation of lignin-based jet fuel: A novel and sustainable liquid organic hydrogen carrier”1.

Menyimpan & Mengangkut Hidrogen

Gas hidrogen adalah salah satu molekul terkecil di alam semesta, terdiri hanya dari dua atom paling ringan dalam tabel periodik. Akibatnya, ia cenderung memiliki beberapa karakteristik yang tidak diinginkan untuk pembawa energi:

  • Densitas rendah.
  • Volatil dan mudah terbakar.
  • Sulit dikontain, karena bocor di antara ikatan molekuler wadahnya.

Semua aspek ini membuat penyimpanan dan transportasi hidrogen menjadi mahal dan secara teknis kompleks.

Kecenderungan bereaksi dengan baja dan membuatnya rapuh juga tidak membantu, karena hal ini mengharuskan adanya pipa hidrogen khusus untuk transportasi jarak jauh, alih-alih jaringan pipa yang lebih murah yang digunakan oleh gas alam.

Sebuah ide untuk menghindari masalah ini adalah mengubah hidrogen menjadi amonia, bahan bakar cair yang jauh lebih mudah ditangani. Namun, hal ini mengurangi efisiensi keseluruhan proses. Ekonomi amonia juga memerlukan infrastruktur tersendiri yang dibangun dari nol.

Bahan Bakar Berbasis Lignin

Alternatif baru yang diusulkan oleh para peneliti adalah menggunakan bahan bakar eksperimental berbasis lignin, sebuah polimer organik yang ditemukan pada tumbuhan. Bahan bakar ini dikembangkan di laboratorium Pr Bin Yang dan dianalisis dengan resonansi magnetik nuklir (NMR) di Pacific Northwest National Laboratory.

Ini sebelumnya telah dikembangkan dan dibuktikan bahwa limbah tanaman dari pertanian dapat diubah menjadi bahan bakar penerbangan berkelanjutan. Campuran bahan bakar ini juga memiliki kepadatan energi lebih tinggi dibandingkan produk berbasis bahan bakar fosil, serta mengurangi polusi dengan menggantikan molekul aromatik (siklus karbon) yang biasanya ditambahkan ke bahan bakar penerbangan.

Bahan Bakar Lignin Membawa Hidrogen

Penelitian baru membuktikan bahwa bahan bakar penerbangan berkelanjutan berbasis lignin ini dapat digunakan sebagai pembawa hidrogen, tanpa memerlukan perubahan kimia yang membuang energi seperti pada produksi amonia.

Ia bekerja dengan membuat bahan bakar jet lignin (LJF) melepaskan atom hidrogen yang terkandung di dalamnya (mono-, di-, dan trisikloheksilalkana) ketika terpapar nanopartikel platinum pada aluminosilikat kristalin.

Para peneliti menyebut proses ini Lignin Jet Fuel-based Liquid Organic Hydrogen Carrier (LJF-HyC).

Bagian bahan bakar jet lignin yang membawa hidrogen diperkirakan melalui resonansi magnetik nuklir (NMR) mewakili 18,5% dari total.

“Teknologi berbasis bahan bakar jet lignin baru ini dapat memungkinkan penyimpanan hidrogen yang efisien dan berkapasitas tinggi dalam bahan bakar penerbangan berkelanjutan yang mudah ditangani, menghilangkan kebutuhan akan tangki bertekanan untuk penyimpanan dan transportasi.”

Pr. Bin Yang – Profesor di Washington State University

Menggunakan Infrastruktur yang Ada

Yang membuat proses ini menarik adalah sudah ada infrastruktur masif untuk mengangkut bahan bakar jet dan bahan bakar cair serupa lainnya. Jadi, alih-alih mencoba menyimpan dan mengangkut hidrogen murni, LJF dapat digunakan untuk mengangkut hidrogen dari titik A ke titik B.

Itu juga dapat dengan mudah digunakan untuk menyimpan hidrogen, karena penyimpanan bahan bakar jet umum digunakan dan ekonomis.

“Inovasi ini menawarkan peluang menjanjikan untuk kompatibilitas dengan infrastruktur yang ada dan kelayakan ekonomi untuk produksi berskala.

Ini dapat membantu menciptakan sistem sinergis yang meningkatkan efisiensi, keamanan, dan manfaat ekologi baik dari bahan bakar penerbangan berkelanjutan maupun teknologi hidrogen.

Pr. Bin Yang – Profesor di Washington State University

Selanjutnya bagi para peneliti adalah tujuan merancang katalis berbasis AI yang meningkatkan dan menyelesaikan reaksi hidrogenasi, menjadikannya lebih efisien dan biaya-efektif.

Perusahaan Hidrogen

PLUG Grafik Harga

Plug Power (PLUG ) adalah pemimpin dalam hidrogen hijau, dengan fokus pada sel bahan bakar. Secara khusus, sel bahan bakarnya menggerakkan lebih dari 40.000 forklift, dengan pendapatan meningkat 8 kali lipat sejak 2013. Perusahaan ini juga aktif dalam membangun infrastruktur hidrogen seperti produksi hidrogen, logistik, pembangkit listrik skala utilitas, dan pengiriman.

 

Sumber: Plug Power

Perusahaan ini menargetkan skala untuk menurunkan biaya produksi dari $10/kg menjadi $4/kg, sambil meningkatkan produksi sebesar 14 kali lipat pada 2027.

Sumber: Plug Power

Karena investasi besar untuk meningkatkan kapasitas produksi 19 kali lipat sejak 2020, perusahaan ini belum menguntungkan. Hal ini menyebabkan hampir menggandakan pendapatan dari awal hingga akhir 2023. Sebagian besar bisnis saat ini dan yang diproyeksikan diperkirakan akan berasal dari Amerika Utara.

Perusahaan melihat solusinya sebagai bahan bakar mobilitas langsung atau pelengkap bagi kendaraan listrik, karena hidrogen memungkinkan pengurangan tekanan pada jaringan listrik akibat pengisian puncak kendaraan listrik yang tidak sinkron dengan waktu produksi energi terbarukan dalam sehari.

Sumber: Plug Power

Sebagai produsen sel bahan bakar utama, Plug Power akan sangat diuntungkan dari peralihan menuju ekonomi berbasis hidrogen. Munculnya pembawa hidrogen yang murah dan aman akan secara radikal meningkatkan ekonomi penggunaan hidrogen sebagai sumber bahan bakar.

Jadi ini menjadikan Plug Power saham yang baik untuk dipertaruhkan pada peralihan menuju hidrogen secara umum, dengan pertumbuhan permintaan untuk sel bahan bakarnya setiap kali metode yang lebih murah untuk memproduksi, menyimpan, atau mengangkut hidrogen ditemukan.

Referensi Studi:

1. Andrew S. Lipton et al. (2025) In-situ dehydrogenation of lignin-based jet fuel: A novel and sustainable liquid organic hydrogen carrier. International Journal of Hydrogen Energy Volume 98, 13 Januari 2025, Pages 1275-1282 

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.