Hidrogen kemungkinan akan memainkan peran penting dalam upaya kita untuk melepaskan diri dari bahan bakar fosil, tetapi membuatnya dengan cara yang ramah lingkungan membutuhkan air dalam jumlah besar. Sekarang para peneliti telah mengembangkan teknik baru yang membuat bahan bakar hidrogen keluar dari udara tipis bahkan di iklim terkering.
Sementara energi terbarukan dan teknologi baterai membuat langkah besar dalam dekarbonisasi sebagian besar sektor listrik dan transportasi, hidrogen juga bisa menjadi bagian penting dari bauran energi. Itu dapat dibakar seperti bahan bakar konvensional, tetapi satu-satunya produk sampingan yang dilepaskannya adalah air. Ini memiliki kepadatan energi yang layak, yang menjadikannya solusi yang menjanjikan untuk aplikasi dengan persyaratan berat yang ketat seperti penerbangan, dan juga dapat menjadi cara yang berguna untuk menyimpan energi dalam waktu yang lebih lama.
Tetapi seberapa ramah lingkungan bahan bakar hidrogen sangat bergantung pada bagaimana bahan bakar itu diproduksi. Saat ini, sebagian besar disebut "hidrogen abu-abu," yang terbuat dari bahan bakar fosil dan menghasilkan emisi gas rumah kaca yang cukup besar. Agar hidrogen berkontribusi pada dekarbonisasi, kita perlu beralih ke "hidrogen hijau" yang dihasilkan oleh elektroliser yang memecah air menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan energi terbarukan.
Tantangannya adalah banyak tempat dengan sumber energi terbarukan terbaik berjuang dengan kelangkaan air. Namun kini para peneliti dari University of Melbourne di Australia telah mengembangkan teknik baru yang mampu menciptakan bahan bakar hidrogen dari uap air yang diserap dari udara. Terlebih lagi, ia bekerja bahkan jika kelembaban di bawah yang ditemukan di gurun terkering di dunia.
“Kemampuan untuk menggunakan kelembapan dari udara membuat modul DAE [direct air electrolyzer] ini dapat diterapkan di lingkungan yang jauh, gersang, dan semi-kering di mana aksesibilitas ke air tawar merupakan masalah besar,” Gang Kevin Li mengatakan Newsweek. “Sebagian besar wilayah di bumi dengan potensi matahari dan angin yang tinggi kekurangan air bersih.”
Akses ke air akan menjadi perhatian utama jika produksi hidrogen hijau ditingkatkan secara signifikan. Di sebuah kertas masuk Alam Komunikasi, para peneliti menunjukkan bahwa lebih dari sepertiga planet ini kering atau semi-kering, dan ada tumpang tindih yang signifikan antara daerah dengan kelangkaan air dan yang memiliki potensi tenaga surya dan angin terbesar.
Bahkan di iklim terkering sekalipun, ada cukup banyak uap air di udara. Para peneliti mencatat bahwa bahkan di tempat-tempat seperti gurun Sahel, kelembaban relatif rata-rata masih sekitar 20 persen. Jadi mereka mulai mencari cara untuk menggunakan sumber air yang belum dimanfaatkan ini untuk menghasilkan hidrogen.
Perangkat mereka terdiri dari unit pemanen air yang menampung spons yang direndam dalam cairan penyerap air yang dapat menarik uap air dari udara. Di kedua sisi reservoir ini terdapat elektroda yang dapat ditenagai oleh sumber energi terbarukan apa pun. Ketika arus mengalir melalui sirkuit, air dipecah melalui elektrolisis menjadi atom oksigen dan hidrogen penyusunnya, yang kemudian dapat dikumpulkan sebagai gas.
Tim menunjukkan bahwa perangkat dapat berjalan secara efisien selama 12 hari berturut-turut dan menghasilkan hidrogen dengan kemurnian 99 persen. Terlebih lagi, perangkat terus bekerja dalam kelembaban relatif serendah empat persen.
Untuk menguji potensi dunia nyata, tim memasang lima elektroliser secara paralel dan menempatkannya di luar, di mana mereka ditenagai oleh panel surya. Setup mampu menghasilkan rata-rata 745 liter (197 galon) hidrogen per meter persegi per hari.
Itu kira-kira setengah dari jumlah yang akan dihasilkan oleh pengelektrolisis air konvensional dalam kondisi lingkungan yang sama, Simon Bennett dari Badan Energi Internasional mengatakan New Scientist, tapi tidak buruk untuk perangkat yang berjalan pada kelembaban.
Masalah utama yang dihadapi bahan bakar hidrogen adalah fakta bahwa infrastruktur untuk mendistribusikannya sangat berbeda dari yang digunakan untuk bahan bakar fosil saat ini, seringkali membutuhkan tekanan tinggi dan bahkan penyimpanan kriogenik. Seperti yang ditunjukkan Li kepada Newsweek, perangkat seperti ini yang memungkinkan hidrogen dibuat di mana saja dapat membantu mendistribusikan produksi, yang dapat mengatasi beberapa masalah ini.
Namun, saat ini, penghalang terbesar untuk hidrogen hijau adalah biaya. Sampai teknologi elektroliser turun harga dan menjadi lebih efisien, hidrogen tidak mungkin bersaing dengan bahan bakar tradisional, apakah itu ditarik dari udara tipis atau tidak.
Gambar Kredit: Gerd Altmann dari Pixabay
