Muhaimin Iqbal
Author

Green Hydrogen Power Plant For Extreme Situations

Advanced Renewable

Wed , 13 Dec 2023 16:16 WIB

Dalam unggahan saya sebelumnya, emisi CO2 dapat kita tangkap dan kita jadikan green hydrogen. Hanya saja rancangan sebelumnya tersebut dibuat untuk Indonesia dalam kondisi normal, banyak biomassa dari sampah dan limbah, air melimpah dan udara masih bisa diambil oksigennya tanpa batas. ( https://lnkd.in/g-mU4JPg )

Tetapi bagaimana bila rancangan hydrogen mini/micro-plant tersebut hendak digunakan di situasi yang ekstrem, misalnya di gurun yang biomassa dan air langka, di kapal-kapal selam dan pesawat antariksa yang semuanya langka, baik biomassa, air maupun oksigen? Masihkah konsep green hydrogen ini bisa berjalan? jawabannya insyaAllah bisa!

Adalah hukum kekekalan energi dasarnya, bahwa dalam isolated system - seperti kapal selam dan pesawat antariksa, energi tdak bisa diciptakan maupun dimusnahkan, dia hanya berubah bentuk dari satu bentuk energi ke bentuk lainnya. Jadi kita kudu mastering perubahan benruk energi ini, asal kita bisa mengembalikan benuk energi yang telah berubah karena kita pakai ke bentuk awalnya - maka energi ini akan selalu tersedia.

Untuk ini sebagai contoh masih saya gunakan rancangan saya yang kemarin, hanya karena di situasi ekstrem - kita buat tidak ada masukan carbon dari biomassa, tidak ada oksigen dari udara dan tidak ada air yang bisa dibawa kecuali sedikit saja. Yang saya tambahkan dari sistem sebelumnya hanya mesin elektrolisa CO2 menjadi C dan O2. Maka keseimbangan materi dan energi akan menjadi seperti berikut :

Bahan bakar hanya dibutuhkan di awal mesin bekerja, setelah itu CO2 ditangkap dan dibagi dua. Satu bagian untuk dielektrolisa dan satu bagian untuk langsung ke gasifikasi. OCCY (Onboard Carbon Cycles) gasifier (1) beroperasi atas dasar Boudouard raaction, butuh 1 C dan 1 CO2 untuk menghasilkan 2 CO. Dua molekul CO ini kemudian direaksikan dalam reaktor Water Gas Shift atau WGS (2) untuk menghasilkan masing-masing 2 molekul CO2 dan hydrogen.

Setelah keduanya dipisahkan di membrane reactor, CO2 direcovery lagi melalui dua jalan, yaitu 1 bagian langsung kembali ke OCCY gasifier (1) dan 1 bagian ke mesin electrolizer (3) untuk dipisahkan C-nya dari O2. Satu atom C ini akan mendampingi 1 molekul CO2 memulai siklus barunya lagi, sedangkan O2 digunakan untuk meng-oksidasi 2 molekul hydrogen menjadi energi (4). Selain energi, hasil oksidari ini juga berupa 2 molekul H2O yang dikirim ke WGS reactor untuk merubah 2 molekul CO hasiil gasifikasi menjadi 2 molekul CO2 dan 2 molekul H2 lagi. Begitu seterusnnya sistem ini akan bekerja menghasilkan energi tanpa henti.

Default-nya mesin ini tidak butuh lagi bahan bakar setelah dia beroperasi, hanya saja mesin buatan manusia tentu tidak pernah sempurna, dari waktu ke waktu perlu diisi bahan bakar kembali karena faktor in-efisiensi - hanya sangat jarang dan sangat sedikit butuh bahan bakar. Mesin energi yang dirancang untuk pesawat antariksa dan kapal selam ini, tentu juga bisa digunakan di bumi yang normal.