.webp)
Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) terus melakukan penelitian dan pengembangan phase change material (PCM) untuk pengelolaan panas dan penyimpanan energi termal, dan solid oxide cell (SOC) sebagai teknologi konversi energi ramah lingkungan beremisi rendah untuk produksi hidrogen.
Peneliti Ahli Madya Pusat Riset Material Energi BRIN, Anggito Pringgo Tetuko, memaparkan perpindahan panas pada PCM umumnya diawali melalui proses konduksi, kemudian konveksi, sebelum akhirnya terjadi perubahan fasa dari padat menjadi cair.
“PCM kini banyak dimanfaatkan sebagai media pengatur suhu (thermal management medium), baik pada sistem sel bahan bakar maupun baterai litium,” katanya, dalam forum ORNAMAT ke-75, Selasa (11/11).
Pada sistem proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), PCM membantu menjaga temperatur operasi antara 60–80°C untuk mencegah overheating. Material ini juga dimanfaatkan sebagai penyimpan energi panas yang dapat disisipkan ke beton atau dinding bangunan untuk menghemat energi pendingin dan pemanas.
“Salah satu tantangan PCM adalah konduktivitas termal yang rendah. Untuk mengatasinya, kami menambahkan nanopartikel magnetik Fe₃O₄ guna meningkatkan hantaran panas tanpa mengurangi kapasitas panas laten,” ujarnya.
Riset ini mendapat dukungan dari Pemerintah Australia, LPDP, Program Rumah Inovasi ORNM BRIN, dan NEDO Jepang, serta melibatkan kolaborasi internasional dengan universitas di Australia, Tiongkok, Korea, Vietnam, dan Indonesia.
Sementara itu, Peneliti Ahli Muda Pusat Riset Material Energi BRIN, Riyan Achmad Budiman, menyampaikan secara prinsip, solid oxide fuel cell (SOFC) menghasilkan listrik melalui reaksi antara oksigen dan hidrogen yang membentuk air dan energi listrik. Sebaliknya, solid oxide electrolysis cell (SOEC) bekerja secara terbalik, yaitu memanfaatkan energi listrik untuk menguraikan uap air menjadi hidrogen.
Kedua sistem ini memiliki struktur dan komposisi material serupa, menggunakan lapisan elektroda berbasis lanthanum strontium cobalt iron oxide, gadolinium doped ceria (GDC), serta elektrolit yttria stabilized zirconia (YSZ).
“Teknologi SOFC telah dikomersialisasikan di Jepang lebih dari satu dekade melalui konsorsium industri, seperti ENE-FARM Type S, yang mampu menghasilkan daya hingga 0,7 kilowatt untuk kebutuhan rumah tangga dan 5 kilowatt untuk bangunan komersial,” jelas Riyan.
Sementara itu, pengembangan SOEC masih berfokus pada skala industri besar. Perusahaan seperti Topsoe (Denmark) tengah membangun pabrik SOC berskala Eropa dengan efisiensi 20–30 persen lebih tinggi dibandingkan teknologi elektrolisis suhu rendah, serta biaya produksi hidrogen yang lebih ekonomis.
Penelitian terkini juga mengarah pada teknologi co-electrolysis SOEC, yang menggabungkan uap air dan karbon dioksida untuk menghasilkan bahan bakar sintetis cair. “Pendekatan ini memungkinkan proses daur ulang karbon dioksida serta peningkatan efisiensi konversi energi,” ujar Riyan.
Salah satu proyek percontohan dikembangkan oleh New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) Jepang bersama Institute of Advanced Science and Technology (IAST) melalui integrasi teknologi co-electrolysis dengan reaksi Fischer–Tropsch, untuk menghasilkan bahan bakar sintetis yang dapat digunakan pada kendaraan maupun pembangkit listrik.
Dalam riset tersebut, peneliti juga mengkaji faktor penyebab penurunan performa sel, seperti aglomerasi nikel, migrasi partikel, dan deposisi karbon pada elektroda. Hasil uji menunjukkan pembesaran partikel nikel dapat meningkatkan resistensi dan menurunkan kapasitansi sel, yang berdampak pada efisiensi jangka panjang.
“Tujuan utama riset ini adalah meningkatkan durabilitas dan stabilitas jangka panjang SOC agar mampu beroperasi lebih dari sepuluh tahun dengan degradasi performa di bawah 15 persen,” ungkapnya.
Penelitian ini didukung NEDO Jepang dalam program fundamental research and development for liquid synthetic fuel production, yang mengombinasikan proses produksi gas sintetik berbasis energi terbarukan dan reaksi Fischer–Tropsch.
Cek Artikel dan Berita Lainnya di Google News
