Potensi Zeolit: Ekonomi Hidrogen, Energi Global

Bahan penyimpanan hidrogen solid state telah menjadi bidang utama penelitian selama 20 tahun terakhir. Dalam karya ini dieksplorasi potensi zeolit ​​untuk menyumbat bahan penyimpan hidrogen sebagai tamu untuk membuat bahan komposit. Litium borohidrida berhasil dimuat dalam zeolit ​​NaA, NaX dan NaY; menunjukkan sistem dua fase.

Hidrogen

Desorpsi hidrogen dari lithium borohidrida yang tersumbat adalah 5 °C lebih rendah daripada lithium borohidrida massal, tetapi dengan kinetika yang lebih lambat, menyiratkan efek difusi oklusi ke dalam inang. Adsorpsi menunjukkan pengurangan serapan hidrogen pada 77 K dibandingkan dengan zeolit ​​inang, yang konsisten dengan tingkat pembebanan.

Hidrogenasi terbatas dicapai dengan kondisi yang lebih ringan pada 350 °C pada 15 bar hidrogen dari litium borohidrida terdesorbsi. Panas adsorpsi diperkirakan untuk sampel sebelum dan sesudah desorpsi hidrogen pada suhu tinggi. Litium borohidrida juga dimuat ke dalam karbon zeolit ​​dan litium, tembaga (II) dan zeolit ​​penukar ion amonium.

Desorpsi hidrogen dengan katalis zeolit ​​yang ditukar tembaga dari litium borohidrida paling menjanjikan dan terjadi pada suhu kamar. Litium dan zeolit ​​tertukar amonium menunjukkan penurunan suhu desorpsi 10 °C, sistem amonium menunjukkan kinetika difusi terbaik, dengan desorpsi tajam yang mirip dengan litium borohidrida curah.

NaA dan NaX dioklusi dengan amonia borana dan litium borohidrida amida [Li4BH4(NH2)3]. NaY yang mengandung natrium tersumbat ditemukan terhidrogenasi pada suhu kamar pada tekanan hingga 15 bar. Hal ini disertai dengan perangkap hidrogen dan peningkatan adsorpsi hidrogen pada suhu rendah, melebihi nilai serapan gravimetri untuk zeolit ​​NaY.

Tren Energi Global

Tren global saat ini untuk konsumsi energi meningkat dan dengan berkurangnya sumber daya, solusinya telah menjadi perhatian universal; perkembangan melalui ilmu pengetahuan dan teknologi baru berusaha untuk memberikan alternatif. Satu konsensus yang diterima adalah bahwa sumber energi masa depan harus berkelanjutan dengan dampak minimal terhadap lingkungan.

Upaya sedang dilakukan agar alternatif dapat ditemukan tanpa pengorbanan yang nyata dalam gaya hidup dan budaya. Produksi energi, baik stasioner maupun mobile, saat ini terutama didasarkan pada bahan bakar fosil. Ini memiliki dua masalah utama: dampak lingkungan dari penggunaannya dan sifat sumber daya yang terbatas. Sifat terbatas dari sumber daya ini, menunjukkan sumber energi yang lebih berkelanjutan diperlukan.

Bahan bakar fosil menyediakan sebagian besar pasokan energi kita, sekitar 86% secara global. Sumber terbarukan (seperti matahari, angin, gelombang dan tenaga hidrotermal) dapat memberikan solusi jangka panjang yang layak untuk energi global, namun, inisiatif pemerintah menyarankan penggunaan sumber tak terbarukan lainnya, seperti energi nuklir untuk jangka pendek.

Pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak lingkungan karena produk pembakaran, khususnya CO2. CO2 adalah gas rumah kaca, bertanggung jawab untuk menyerap radiasi dari matahari yang menyebabkan suhu permukaan bumi meningkat. Efek rumah kaca adalah proses alami, tetapi produksi yang berlebihan telah menyebabkan efek rumah kaca antropogenik, menyebabkan efek pemanasan lebih lanjut yang tidak diinginkan.

Sebuah korelasi telah ditunjukkan antara suhu permukaan dan peningkatan CO2, yang dimulai setelah revolusi industri[6]. CO2 bukan satu-satunya gas rumah kaca yang disebabkan oleh usaha manusia; contoh lain termasuk metana. Mobil bertanggung jawab atas sebagian besar emisi ini.

Sebagian besar CO2 secara alami diasingkan di lautan bumi, tetapi kelarutannya menurun dengan peningkatan suhu. Peningkatan suhu permukaan hanya akan membantu memperburuk masalah.

Sebuah metode harus ditemukan di mana energi dapat diproduksi dalam bentuk yang berguna, tanpa efek merugikan terhadap lingkungan. Kemandirian total dari bahan bakar fosil akan ideal, tetapi sulit dicapai dan diperlukan untuk mengatasi masalah ini.

Mengubah pembangkit listrik nasional ke sumber daya terbarukan adalah langkah kunci, tetapi juga penting untuk mempertimbangkan aplikasi seluler. Pendekatan teknologi yang berbeda akan diperlukan untuk perangkat listrik skala kecil. Baterai isi ulang telah menjadi catu daya yang menonjol untuk perangkat kecil. Metode lain yang mungkin akan melibatkan hidrogen sebagai pembawa energi.

Ekonomi Hidrogen

Kesesuaian hidrogen sebagai pembawa energi berasal dari hasil pembakaran tunggal air. Hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam semesta, ia tidak ada dalam bentuk unsurnya dan harus diperoleh dari senyawa, yang airnya paling mudah melimpah.

Hal ini menjadikan hidrogen sebagai pembawa energi daripada bahan bakar utama, mirip dengan listrik, dan membutuhkan proses pembangkitan, penyimpanan, dan konversi. Penggunaan hidrogen dalam aplikasi seluler sering dianggap sebagai cara untuk mengatasi keterbatasan baterai, yang telah banyak digunakan dalam aplikasi seluler selama beberapa tahun.

Perkembangan terbaru dalam teknologi baterai lithium-ion telah membuat ini lazim di banyak perangkat modern, karena kepadatan energi yang baik. Beberapa masalah yang terkait dengan baterai adalah: kehilangan yang dialami karena selfdischarge; lama waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ulang sepenuhnya; masalah keamanan dan stabilitas.

Sifat hidrogen yang eksplosif terkadang menimbulkan kekhawatiran tentang penggunaan massalnya, tetapi sifatnya yang ringan dan difusif meminimalkan kemungkinan tercapainya campuran eksplosif. Perbandingan dengan bahan bakar yang digunakan saat ini menunjukkan bahwa batas ledakan bawah jauh lebih besar daripada gas alam dan bensin.

Untuk menggunakan hidrogen dengan benar sebagai media energi, diperlukan perubahan infrastruktur yang diperlukan. Beberapa langkah untuk menyediakan stasiun pengisian hidrogen untuk sementara telah dimulai. Pembangunan infrastruktur penyaluran BBM ke masyarakat memakan waktu 30 tahun; waktu yang sama mungkin dipertimbangkan sebelum hidrogen bisa berharap untuk mencapai dominasi pasar. Tiga bidang utama penelitian untuk penggunaan hidrogen adalah: pembangkitan; konversi dan penyimpanan.

Generasi

Saat ini sintesis molekul hidrogen sebagian besar terjadi dengan metode yang tidak berkelanjutan seperti reformasi uap gas alam atau gasifikasi batubara. Ini membentuk CO2 sebagai produk utama, tetapi penggunaannya yang luas dan produksi skala besar menjadikannya metode yang murah.

Metode yang lebih berkelanjutan yang tidak secara langsung menghasilkan CO2 juga sedang diterapkan. Metode tersebut meliputi: pemisahan elektrolitik air dari sumber daya terbarukan; pemisahan termolitik air menggunakan panas dari reaktor nuklir; pemisahan fotolitik menggunakan katalis.

Biomassa dapat digunakan dengan cara yang mirip dengan batubara untuk menghasilkan hidrogen; dengan siklus netral karbon, ini tidak akan memiliki dampak lingkungan dari gas alam atau batu bara, sambil menjaga biaya tetap rendah.

Konversi

Hidrogen merupakan pembawa energi. Hidrogen masih butuh dikonversi untuk kemudian digunakan galam berbagai aplikasi seperti stasioner; generator cadangan di gedung umum, rumah sakit dan lain sebagainya. Hidrogen juga bisa berupa aplikasi mobile. Contohnya dalam dunia transportasi.

Sel bahan bakar dapat digunakan pada kedua keadaan tersebut melalui reaksi hidrogen dengan oksigen. Berbagai jenis dengan kondisi operasi yang berbeda telah digunakan dalam pembangkitan listrik. Sel bahan bakar suhu rendah, seperti membran pertukaran polimer (PEM) dan sel bahan bakar Alkaline, cukup rentan terhadap pengotor aliran gas.

Sebagai alternatif, mobil konvensional sudah menggunakan mesin pembakaran internal, yang dapat disesuaikan untuk menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar. Secara umum, efisiensi sel bahan bakar, bahkan pada suhu rendah, melebihi efisiensi mesin pembakaran.

Bahan Penyimpanan Hidrogen

Penyimpanan hidrogen yang aman dan nyaman adalah kunci untuk membuat ekonomi hidrogen bekerja. Metode perlu diproduksi untuk memenuhi kebutuhan mobile dan stasioner. Berbagai lembaga pemerintah telah menguraikan apa yang akan menjadi bahan yang cocok. Pedoman mencakup kapasitas penyimpanan (berdasarkan berat untuk aplikasi seluler), suhu operasional, dan kemampuan untuk digunakan kembali (siklus rehidrogenasi).

Bahan Penyimpanan Berpori

Bahan berpori telah menunjukkan bahwa luas permukaannya yang tinggi berguna dalam fisisorpsi hidrogen. Biasanya, fisisorpsi terjadi pada suhu kriogenik dan tekanan tinggi. Ini terjadi melalui interaksi van der Waals, dibantu oleh kondensasi kapiler di saluran atau pori-pori kecil.

Sebuah korelasi telah ditemukan antara luas permukaan dan kuantitas teradsorpsi, menekankan pentingnya interaksi antara permukaan dan hidrogen. Bahan khas meliputi: bahan karbon berpori yang adsorpsinya dapat mencapai 6,9 % berat dalam karbon zeolitik; kerangka organik logam (MOFs) mencapai 2,47 % berat dalam Cu-MOF (MOF-505); dan zeolit mencapai hingga 2,19% berat (semua nilai pada 15 bar dan 77 K).

Jenis material ini menyerap sejumlah kecil pada suhu kamar dan tekanan sekitar, yang berarti akan ada biaya energi yang dikeluarkan dari mempertahankan suhu rendah dan tekanan tinggi yang digunakan.

Mereka dapat digunakan untuk meningkatkan sistem penyimpanan bertekanan, dan kerangka kerja berbobot rendah yang jelas seperti kerangka karbon atau MOF akan sangat bermanfaat. Penyetelan kimia yang tersedia dalam MOF dan zeolit ​​dapat memungkinkan pengikatan hidrogen yang lebih baik.

Hambatan untuk Ekonomi Hidrogen

Sementara pengenalan ekonomi hidrogen dapat memberikan solusi untuk beberapa masalah yang sulit, ada beberapa kendala dalam berbagai disiplin ilmu yang masih perlu diatasi sebelum penerapannya dapat dipertimbangkan, dan masalah lain yang dimiliki oleh sistem energi potensial.

Masalah teknis untuk penggunaan hidrogen adalah kemampuan untuk menghasilkan tingkat hidrogen yang dibutuhkan dari sumber terbarukan, dengan sebagian besar saat ini berasal dari reformasi gas alam. Saat ini tidak ada bahan penyimpanan yang sesuai tersedia untuk menyediakan penyimpanan yang memadai pada suhu mendekati suhu kamar.

Masalah inefisiensi dan keamanan sistem cair dan bertekanan membuat solusi jangka panjang tidak diinginkan. Persyaratan lanjutan untuk penambangan sumber daya, dapat membahayakan keberlanjutan keseluruhan bahkan jika energi diproduksi secara berkelanjutan.

Bahan penyimpanan hidrogen, serta sel bahan bakar, membutuhkan mineral mentah sebagai titik awal. Ini melekat pada semua sistem energi, tetapi pengenalan penggunaan besar baru dapat menguras kemampuan sumber daya planet ini untuk memenuhi kebutuhan revolusi teknologi baru. Ini dapat dikurangi melalui daur ulang proaktif. Masalah lingkungan yang tidak terduga juga dapat menyertai metode produksi hidrogen yang 'berkelanjutan'.

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, itu dapat diperoleh dari pemisahan air, tetapi jumlah yang akan terlibat dalam skala global akan sangat besar. Karena sebuah mobil membutuhkan setidaknya 4 kg hidrogen untuk memberikan jangkauan yang setara dengan mobil bensin, jumlah air yang dibutuhkan besar jika hidrogen saja digunakan sebagai pembawa energi bergerak.

Ini dapat memiliki efek antropologis lebih lanjut pada lingkungan, dengan berkurangnya tabel air, dengan kemampuan terkait untuk menyerap CO2, belum lagi peningkatan oksigen atmosfer. Efek global ini bisa sama buruknya dengan efek yang diamati dari pembakaran bahan bakar fosil. Masalah terakhir mungkin muncul dari lebih banyak aspek sosial.

Sementara teknologi baru bisa sangat menarik bagi konsumen, sejumlah besar investasi dalam infrastruktur akan diperlukan untuk pengenalan hidrogen secara luas. Tanpa pemahaman dan penerimaan publik akan kebutuhan untuk memecahkan masalah yang terkait dengan konsumsi bahan bakar fosil, perubahan tidak mungkin terjadi.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.