Da Nang: Mahasiswa ciptakan perangkat penyimpanan hidrogen

Sekelompok mahasiswa dari Da Nang menggunakan bahan hidrida logam dan teknik pemanasan untuk melakukan proses pengisian dan pengosongan hidrogen, menciptakan perangkat yang dapat menyimpan lebih dari 20g gas hidrogen.

Penelitian ini dilakukan oleh Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam, dan Mai Duc Hung, Departemen Mekanika Otomotif, Fakultas Teknik Mesin, Universitas Pendidikan Teknik - Universitas Danang, sejak Oktober 2023. Produk ini berfokus pada teknologi penyimpanan energi hidrogen padat yang diterapkan dalam sistem manajemen energi dan transportasi ramah lingkungan.

Produk ini dirancang dengan dua bagian utama: tangki hidrogen dengan komponen tambahan dan sistem kontrol cerdas. Prinsip pengoperasian tangki didasarkan pada reaksi antara logam magnesium di dalam tangki dan hidrogen untuk menghasilkan senyawa Magnesium Hidrida (MgH₂). Ketika dipanaskan pada suhu 250-350°C, pengisian hidrogen terjadi pada tekanan di atas 1 bar. Sebaliknya, pelepasan hidrogen terjadi pada tekanan di bawah 1 bar.

Dengan sistem cerdas yang mencakup mikrokontroler dan sensor yang memantau dan mengontrol suhu dan tekanan, sistem ini memastikan pengoperasian yang efisien dan aman selama transisi fase senyawa penyimpan hidrogen.

Menurut ketua tim Vo Du Dinh, saat ini terdapat tiga teknologi penyimpanan hidrogen, yaitu gas terkompresi, gas cair, dan padat. Dalam bentuk gas terkompresi, hidrogen disimpan dalam tangki bertekanan tinggi, dari 350 hingga 700 bar (5.000-10.000 psi). Dalam bentuk cair, hidrogen didinginkan hingga -253°C hingga berubah menjadi cair, kemudian disimpan dalam tangki terisolasi. Dalam bentuk padat, hidrogen disimpan dalam senyawa hidrida logam atau material penyerap lainnya seperti kerangka logam-organik (MOF), karbon nanotube, dll.

Menurut Dinh, setiap metode penyimpanan memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda. Oleh karena itu, pemilihan teknologi bergantung pada tujuan penggunaannya, seperti transportasi, penyimpanan statis, atau aplikasi seluler... yang mempertimbangkan faktor biaya, kinerja, dan keamanan.

Tim penilai menyatakan bahwa tantangan penyimpanan hidrogen membutuhkan teknologi yang kompleks dan berbiaya tinggi untuk menjamin keamanan dan efisiensi. Kurangnya infrastruktur pendukung dan rendahnya efisiensi ekonomi merupakan hambatan utama bagi penerapan hidrogen secara luas sebagai sumber energi bersih.

Dalam penelitian tim, para anggota ingin menciptakan perangkat penyimpanan hidrogen padat karena teknologi ini aman dan kecil kemungkinannya meledak. Teknologi ini memungkinkan penyimpanan yang lebih mudah karena tidak memerlukan tekanan yang sangat tinggi atau suhu yang sangat rendah seperti penyimpanan gas atau gas cair.

Secara teoritis, produk grup ini dapat menyimpan material, dan setelah reaksi, akan menghasilkan output maksimum 20,74 gram gas hidrogen. Menurut Dinh, ini merupakan angka perkiraan karena terbatasnya fasilitas penelitian dan kurangnya peralatan khusus, sehingga volume sebenarnya belum dapat ditentukan.

Tim ini merancang tangki khusus sesuai standar dan peraturan Vietnam tentang bejana tekan. Ketika terjadi insiden tak terduga saat perangkat beroperasi, sistem pemanas tidak langsung akan memutus semua sumber panas dan kembali normal untuk memastikan keamanan.

Dr. Bui Van Hung, Dosen Fakultas Teknik Mesin, Universitas Pendidikan Teknik - Universitas Da Nang, menilai bahwa penelitian kelompok ini baru pada tahap menemukan material penyimpanan yang sesuai untuk menyerap dan melepaskan hidrogen. Kelompok ini juga membangun model simulasi untuk mengetahui kemampuan dan kondisi penyimpanan bahan bakar ini.

Ia memperkirakan jumlah hidrogen dalam produk grupnya diperkirakan sekitar 20 gram, setara dengan sekitar 0,66 kWh, yang cukup rendah. Tingkat energi ini cocok untuk perangkat atau eksperimen kecil, tetapi tidak cukup untuk mengoperasikan kendaraan seperti mobil atau peralatan industri dalam jangka panjang.

Untuk meningkatkan jumlah hidrogen yang tersimpan, Dr. Hung menyarankan agar tim menemukan paduan atau material yang dapat menyerap lebih banyak hidrogen tanpa meningkatkan massa material secara signifikan. Namun, beberapa material dengan kepadatan penyimpanan hidrogen yang tinggi memerlukan kondisi dan lingkungan yang mempersulit terjadinya transisi fase antara pengisian dan pengosongan. Beliau mengatakan bahwa, berdasarkan penelitian ini, tim perlu melakukan lebih banyak pengujian pada material yang sulit mengalami transisi fase di masa mendatang.

Komentar (0)