Anda akan beralih ke bahan bakar yang hanya mengeluarkan uap air dalam sekejap. Itulah janjinya. Dan sebagian besar, hal itu benar. Produsen mobil secara aktif merekayasa sistem yang memungkinkan kita mengganti bensin dengan hidrogen. Itu berlimpah. Minyak bumi meninggalkan jejak lingkungan yang lebih kecil dibandingkan minyak bumi.
Ada dua jalur utama untuk teknologi ini. Salah satunya melibatkan konversi mesin pembakaran internal yang ada untuk membakar hidrogen sesuai permintaan. Yang lainnya menggunakan sel bahan bakar untuk menghasilkan listrik. Keduanya bertujuan untuk memecahkan masalah yang sama. Namun hype tersebut telah menciptakan kekosongan. Penipu bergegas masuk untuk mengisinya.
Kimia Mengemudi Bersih
Semua teknologi ini mengandalkan prinsip dasar yang sama dengan perjalanan Anda sehari-hari. Energi kimia yang tersimpan dalam bahan bakar. Dirilis melalui reaksi. Dengan bensin atau hidrogen pada mesin tradisional, reaksinya adalah pembakaran. Anda membakarnya. Panas berubah menjadi energi mekanik yang menggerakkan piston.
Sel bahan bakar bekerja secara berbeda. Mereka tidak membakar apapun. Mereka menggabungkan hidrogen dengan oksigen dari udara. Reaksi kimia ini melewati fase panas. Ini menghasilkan energi listrik secara langsung. Listrik itu kemudian menggerakkan motor listrik. Ini adalah pandangan yang disederhanakan. Rekayasa di bawah tenda jauh lebih kompleks. Jika Anda ingin mengetahui seluk beluknya, lihat panduan tentang cara kerja mesin mobil atau cara kerja sel bahan bakar.
Tapi mari kita perjelas. Anda tidak bisa begitu saja mengubah sedan Anda menjadi kendaraan bertenaga air dengan perlengkapan yang murah. Kita akan melihat ilmu pengetahuan sebenarnya di balik kendaraan sel bahan bakar dan mesin pembakaran internal hidrogen. Kami juga akan membedah iklan-iklan terbaru yang menjanjikan konversi sederhana untuk menjalankan mobil Anda di atas air. Bocoran. Itu bohong.
Apakah Hidrogen Sebenarnya Aman?
Mendengar “mobil hidrogen” dan kebanyakan orang melihat Hindenburg. Gambaran bencana yang berapi-api melekat. Ini adalah rintangan besar. Masyarakat menganggap hidrogen sebagai bahan yang mudah menguap. Produsen mobil bersikeras bahan ini sama amannya dengan bensin. Mereka mencoba membuktikannya dengan tes dan protokol keselamatan. Jarang sekali hal ini bisa meyakinkan orang-orang yang skeptis.
Buktinya ada pada penegakannya. Ketika BMW menguji Hydrogen 7, pembatasannya langsung dan ketat. Kritikus otomotif New York Times Lawrence Ulrich mencoba mengemudikan prototipe tersebut melalui terowongan Lincoln dan Holland. Dia dihentikan. Otoritas Pelabuhan New York dan New Jersey tidak mengizinkannya. Mengapa? Pasalnya, terowongan tersebut memiliki peraturan ketat terkait kendaraan hidrogen. Ketakutan itu cukup nyata untuk menghentikan test drive.
Masalah persepsi ini memperlambat adopsi. Bukan berarti teknologinya cacat. Artinya masyarakat takut dengan tangki.
Hidrogen Sesuai Permintaan
Konsepnya terdengar cukup sederhana. Buat hidrogen di dalam mobil. Campur dengan udara. Bakar itu. Ini adalah pendekatan “sesuai permintaan”. Ini menggunakan kembali arsitektur mesin pembakaran internal yang ada. Anda tidak memerlukan drivetrain listrik baru. Anda tidak perlu merombak seluruh rantai pasokan dengan segera.
Namun, efisiensinya menurun. Menghasilkan hidrogen di kapal membutuhkan energi. Energi tersebut berasal dari bahan bakar itu sendiri atau reformer yang ada di dalamnya. Ini adalah tarian yang rumit. Anda kehilangan energi dalam proses konversi. Namun, bagi produsen lama, ia menawarkan jembatan. Sebuah cara untuk menjaga pembakaran internal tetap relevan sekaligus mengurangi emisi knalpot.
“Ada sejumlah penipuan yang mencoba memanfaatkan permintaan akan teknologi energi ramah lingkungan.”
Namun sebelum Anda bersemangat untuk melakukan retrofit pada model lama Anda, ingatlah batasan keselamatannya. Tidak ada infrastruktur untuk distribusi hidrogen secara luas. Dan masyarakat masih mengaitkan unsur tersebut dengan risiko ledakan. Jalan ke depan bukan hanya soal rekayasa. Ini tentang kepercayaan. Dan saat ini, kepercayaan tersebut masih rapuh.
Mari kita perjelas terminologinya segera. Ketika orang berbicara tentang “hidrogen sesuai permintaan”, yang mereka maksud bukanlah satu teknologi saja. Umumnya terbagi menjadi dua kelompok berbeda: sistem yang dirancang untuk memberi makan sel bahan bakar dan pengaturan yang dibuat untuk mesin pembakaran internal (ICE).
Industri aftermarket dibanjiri klaim. Anda akan melihat iklan peralatan yang menjanjikan untuk mengubah pengemudi harian Anda menjadi monster bertenaga hidrogen. Sebagian besar dari sistem ini adalah apa yang kami sebut sebagai sistem hidrogen sesuai permintaan yang bertindak sebagai bahan tambahan bensin. Penggemar sering menyebut ini sebagai peningkatan bahan bakar hidrogen atau injeksi hidrogen langsung.
Berikut adalah cara kerja perangkat keras biasanya. Anda mengambil air. H2O. Satu atom oksigen, dua atom hidrogen. Anda melewatkan arus listrik melaluinya, terkadang dengan katalis kimia ditambahkan ke dalam campuran. Elektrolit spesifik bervariasi berdasarkan merek, tetapi tujuannya selalu sama: memutus ikatan molekul untuk menghasilkan gas HHO.
Campuran oksigen dan hidrogen ini secara teknis dikenal sebagai oksihidrogen. Di kalangan tertentu, khususnya di kalangan penemu dan peneliti awal, gas ini disebut Gas Brown, diambil dari nama Yehuda Smith, yang mempopulerkan konsep elektrolisis air untuk menghasilkan energi.
Gas dialirkan ke intake manifold mesin. Ini bergabung dengan campuran bahan bakar-udara. Teorinya, seperti yang dikemukakan oleh produsennya, adalah bahwa HHO bertindak sebagai katalis pembakaran. Ini seharusnya menurunkan suhu pembakaran bensin. Pembakaran yang lebih dingin. Lebih sedikit gesekan. Efisiensi lebih tinggi. Emisi yang lebih rendah.
Kedengarannya logis. Itu juga tidak bertahan dalam pengawasan.
“Menghidupkan mobil dengan air hampir mustahil.”
Materi pemasaran sering kali menyatakan bahwa Anda mengemudi di atas air. Itu bohong. Anda mengemudi dengan bensin atau solar. Air hanyalah reaktan. Energi tersebut berasal dari pemecahan kimiawi molekul air dan pembakaran bahan bakar fosil.
Reaksi kimia melepaskan energi dengan menggeser ikatan dari keadaan yang lebih tinggi ke keadaan yang lebih rendah. Air adalah wastafelnya. Obligasinya sangat stabil. Untuk memecah H2O menjadi H2 dan O2 memerlukan masukan energi listrik yang sangat besar. Proses elektrolisis membutuhkan banyak energi.
Inilah soal matematika yang mematikan kasus bisnis untuk perangkat ini. Jumlah listrik yang diambil dari alternator dan baterai untuk menghasilkan gas HHO melebihi keuntungan marginal dalam efisiensi bahan bakar. Anda menghabiskan lebih banyak energi untuk membuat bahan tambahan daripada yang Anda hemat di pompa bensin. Ini adalah kerugian bersih.
Sistem ini tidak memberi daya pada mobil Anda. Mereka mengenakan pajak pada sistem kelistrikan Anda. Mereka mungkin sedikit mengubah profil pembakaran, namun tidak mengubah fundamental termodinamika mesin.
Tapi ini bukan satu-satunya permainan di kota ini. Sementara peretasan purnajual kesulitan dengan fisika dasar, pabrikan besar mengambil jalan yang berbeda. Mereka tidak mencoba mengelabui mesin dengan air. Mereka sedang membangun infrastruktur hidrogen khusus.
Mobil Bertenaga Hidrogen
Pemeriksaan Realitas Hidrogen Cair
Ada kesenjangan teknis yang sangat besar antara mengatakan mobil menggunakan hidrogen dan benar-benar membuatnya berfungsi. Misalnya BMW Hydrogen 7. Ini adalah mesin pembakaran internal yang mampu membakar bensin dan hidrogen. Tapi jangan bayangkan tangki standar. Mobil ini menggunakan hidrogen cair. Itu berarti menjaga bahan bakar pada suhu kriogenik. Jika panasnya naik, hidrogen berubah menjadi gas. Dan gas hidrogen tidak dapat menggerakkan mesin dalam konfigurasi khusus ini.
Modifikasi yang diperlukan tidak hanya dilakukan di bagian bawah saja. Mereka ada di sistem bahan bakar. Mengisolasi tangki untuk menjaga hidrogen cair tetap dingin memerlukan teknik yang serius. Ini bukan pertukaran yang sederhana.
Toleransi Mesin dan Mitos Konversi
Mesin mobil adalah instrumen presisi. Mereka dibuat untuk kondisi pengoperasian dan sifat bahan bakar tertentu. Anda pernah melihatnya dengan nilai oktan. Memasukkan gas beroktan rendah ke dalam mesin berperforma tinggi akan merusak kinerja. Ini seperti tidak makan apa pun selain licorice. Kamu bisa. Ini tidak akan berakhir dengan baik.
BMW Hydrogen 7 bukanlah mesin standar yang menggunakan bahan bakar aneh. Ini adalah mesin yang dibuat untuk hidrogen. Sistem komputer canggih memantau setiap siklus untuk memastikan pengoperasian yang optimal.
Jadi, bisakah Anda mengubah mobil Anda saat ini? Secara teknis, ya. Segala sesuatu mungkin terjadi dalam fisika. Praktis? Ini tidak mungkin. Toleransi yang diperlukan untuk pembakaran hidrogen jauh melampaui retrofit standar.
Kekosongan Infrastruktur
Bahkan jika Anda memecahkan kode tekniknya, Anda membutuhkan bahan bakar. Dapat dari mana?
Stasiun pengisian bahan bakar hidrogen langka. Di Amerika Serikat, California pada dasarnya adalah satu-satunya negara bagian yang memiliki jaringan fungsional. Itu saja.
Anda mungkin berpikir untuk mengisi bahan bakar di rumah. Beberapa sistem memanfaatkan jalur gas alam dan mengubah metana menjadi hidrogen. Itu sebuah pilihan. Namun hal ini menambah kompleksitas pada masalah yang sudah rumit. Anda tidak hanya membeli mobil. Anda sedang membangun pabrik kimia di halaman rumah Anda.
Jalan ke Depan
Teknologi bahan bakar hidrogen yang andal masih dalam pengembangan. Janji itu nyata. Sumber daya terbarukan yang mengurangi emisi berbahaya. Namun kendalanya cukup besar.
Produsen mobil bergerak maju dengan teknologi sel bahan bakar. Kendaraan bertenaga hidrogen mungkin akan segera tersebar luas. Atau mungkin juga tidak. Garis waktunya tidak pasti.
Satu hal yang pasti. Mobil “bertenaga air” yang menjanjikan keajaiban di internet tidak akan pernah muncul di lantai showroom. Itu adalah penipuan. Sains tidak mendukung mereka.
Untuk mempelajari lebih dalam tentang mekanismenya, lihat cara kerja sel bahan bakar atau struktur ekonomi hidrogen. Jalan menuju bahan bakar alternatif masih panjang. Dan hal ini disebabkan oleh tantangan teknis, bukan keajaiban.
