Gelombang Frekuensi Tinggi pada Elektrolisis Menghasilkan Hidrogen 14x Lebih Banyak
Hidrogen bisa dipacu produksinya dengan gelombang suara
Peneliti RMIT University mengatakan bahwa mereka telah membuat produksi hidrogen hijau yang lebih murah dan hemat energi dengan teknik elektrolisis baru yang didorong oleh gelombang suara. Dengan aktifnya getaran frekuensi tinggi ini, elektrolisis menghasilkan hidrogen 14x lebih banyak.
Kedpanya listrik yang digunakan akan berasal dari tenaga surya atau tenaga angin sehingga menjadi hidrogen hijau atau ramah lingkungan. Hidrogen hijau dibuat melalui elektrolisis; memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan energi terbarukan untuk menarik setiap gas ke elektroda yang berbeda, di mana hidrogen dapat ditangkap, dikompresi, dan disimpan.
Mengapa proses ini bekerja jauh lebih baik saat tim RMIT memainkan gelombang suara hybrid 10 MHz? Ada beberapa alasan menurut sebuah makalah penelitian yang baru saja diterbitkan dalam jurnal Advanced Energy Materials.
Pertama, menggetarkan air memiliki efek “membuat frustrasi” molekul air yang paling dekat dengan elektroda, mengguncangnya keluar dari jaringan tetrahedral tempat mereka cenderung menetap. Hal ini menghasilkan lebih banyak molekul air “bebas” yang dapat melakukan kontak dengan situs katalitik pada elektroda.
Kedua, karena gas yang terpisah terkumpul sebagai gelembung pada setiap elektroda, getaran mengguncang gelembung hingga bebas. Itu mempercepat proses elektrolisis, karena gelembung-gelembung itu menghalangi kontak elektroda dengan air dan membatasi reaksi. Suara juga membantu dengan menghasilkan hidronium (ion air bermuatan positif), dan dengan menciptakan arus konveksi yang membantu perpindahan massa.
Dalam percobaan mereka, para peneliti memilih untuk menggunakan elektroda yang biasanya berkinerja sangat buruk. Elektrolisis biasanya dilakukan dengan menggunakan logam platina atau iridium yang langka dan mahal serta elektrolit asam atau basa kuat untuk laju reaksi terbaik, tetapi tim RMIT menggunakan elektroda emas yang lebih murah dan elektrolit dengan tingkat pH netral. Segera setelah tim menyalakan getaran suara, kerapatan arus dan laju reaksi melonjak dengan faktor 14 yang luar biasa.
Ini adalah situasi di mana air terurai menjadi hidrogen dan oksigen dengan lebih cepat dan mudah. Dan itu memang memiliki efek yang mengesankan pada efisiensi keseluruhan elektroliser. “Dengan metode kami, kami berpotensi meningkatkan efisiensi konversi yang menghasilkan penghematan energi bersih positif sebesar 27%,” kata Profesor Leslie Yeo, salah satu peneliti utama.
Di antara reaksi yang lebih cepat, penghematan energi, dan biaya bahan dan elektrolit yang jauh lebih rendah, tim yakin pekerjaannya dapat membantu menurunkan harga hidrogen hijau. Penelitian ini akan dikembangkan dengan skala yang lebih besar agar bisa menuju komersial.
Kajian dan makalah teknis bisa kalian lihat dilink ini https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202203164
