Courtesy of InterestingEngineering

Sel Bahan Bakar Korekan Inovatif WVU Tahan Panas dan Uap untuk Energi Terbarukan

Mengembangkan sel bahan bakar protonik keramik dengan desain baru yang stabil, tahan uap, dan tahan lama untuk mendukung integrasi energi terbarukan ke dalam jaringan listrik dengan efisiensi dan ketahanan tinggi.

03 Jul 2025, 20.51 WIB

31 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Sel bahan bakar baru dapat mengelola energi terbarukan dengan lebih efisien.
Desain kerangka berlapis meningkatkan stabilitas dan kinerja pada suhu tinggi.
Sistem ini dapat beroperasi dengan air berkualitas rendah, menjadikannya lebih fleksibel dalam berbagai aplikasi.

West Virginia, Amerika Serikat - Tim peneliti di West Virginia University berhasil mengembangkan teknologi sel bahan bakar bahan keramik yang dapat menyimpan dan menghasilkan listrik serta memproduksi hidrogen dari air. Sel bahan bakar ini dirancang khusus agar tahan terhadap kondisi suhu tinggi dan uap, yang biasanya menjadi masalah utama pada teknologi sebelumnya.

Desain baru bernama conformally coated scaffold (CCS) ini menggabungkan lapisan pelapis yang mampu menyerap air dan tetap stabil meskipun sering mengalami perubahan suhu. Hal ini membuat struktur tersebut mampu mengalirkan proton, panas, dan listrik secara efektif tanpa mengalami kerusakan.

Pengujian yang dilakukan selama lebih dari 5.000 jam pada suhu 600°C dan kelembaban 40% menunjukkan bahwa teknologi ini jauh lebih tahan lama dibandingkan model sebelumnya yang hanya bertahan sekitar 1.833 jam. Sel ini juga dapat beralih antara mode penyimpanan energi dan pembangkitan listrik dengan mulus selama siklus panjang, penting untuk jaringan listrik yang mengandalkan energi terbarukan dan fluktuatif.

Teknologi ini memanfaatkan ion barium untuk meningkatkan kemampuan menyerap air dan memfasilitasi konduksi proton, sementara ion nikel membantu menjaga kestabilan struktur saat dilakukan penskalaan produksi. Keunggulan lain adalah sel ini dapat bekerja dengan uap air dari air laut atau air berkualitas rendah, sehingga memungkinkan penggunaan di berbagai lingkungan dan mengurangi kebutuhan akan air murni.

Penemuan ini dianggap sebagai langkah besar untuk mendukung jaringan listrik modern yang semakin bergantung pada sumber energi yang tidak menentu seperti angin dan matahari. Dengan teknologi tersebut, diharapkan dapat terwujud jaringan listrik yang lebih stabil, efisien, dan ramah lingkungan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/wvu-fuel-cell-generates-hydrogen-power-from-water

Analisis Ahli

Xingbo Liu

"Desain CCS mengatasi degradasi elektroda pada suhu tinggi berkat lapisan katalis yang tahan uap, memungkinkan efisiensi tinggi dan daya tahan luar biasa."

Hanchen Tian

"Pendekatan penggunaan bahan yang tahan terhadap air berkualitas rendah memperluas penerapan teknologi ini di berbagai lingkungan tanpa perlu pengolahan air yang mahal."

Analisis Kami

"Inovasi desain conformally coated scaffold ini benar-benar menjawab tantangan utama dalam teknologi sel bahan bakar PCEC, terutama soal ketahanan terhadap uap dan suhu tinggi. Jika teknologi ini bisa segera dikomersialisasi, maka akan menjadi game changer besar dalam pengelolaan energi terbarukan dan pengurangan emisi karbon."

Prediksi Kami

Teknologi PCEC dengan desain CCS ini akan segera diadopsi pada skala industri untuk mendukung stabilisasi jaringan listrik yang mengandalkan energi terbarukan, memungkinkan pasokan energi yang lebih handal dan berkelanjutan di masa depan.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dikembangkan oleh insinyur di West Virginia University?

Insinyur di West Virginia University mengembangkan sel bahan bakar canggih yang dapat mengelola sumber energi variabel seperti solar dan angin.

Apa keuntungan utama dari sel bahan bakar protonik keramik elektrokimia (PCEC) yang baru?

Keuntungan utama dari PCEC yang baru adalah stabilitas dalam suhu tinggi dan uap, serta kemampuan untuk beralih antara penyimpanan energi dan pembangkitan listrik.

Bagaimana desain kerangka berlapis (CCS) berkontribusi pada stabilitas PCEC?

Desain kerangka berlapis (CCS) membantu mengatasi masalah degradasi material dan koneksi lemah antara elektroda dan elektrolit di suhu tinggi.

Apa yang dicapai tim dalam pengujian prototipe sel bahan bakar?

Tim berhasil menguji prototipe sel bahan bakar selama lebih dari 5.000 jam pada suhu 600°C dan kelembapan 40%, menunjukkan daya tahan luar biasa.

Mengapa sistem ini cocok untuk berbagai lingkungan dan aplikasi jaringan?

Sistem ini dapat menggunakan air uap, termasuk air laut atau air berkualitas rendah, sehingga mengurangi ketergantungan pada air yang sudah dimurnikan.