Courtesy of InterestingEngineering

Penemuan Uap Air Bantu Sel Bahan Bakar Suhu Rendah Lebih Efisien

Menemukan cara efektif menggunakan uap air untuk meningkatkan konduktivitas ion oksida pada suhu rendah sehingga sel bahan bakar oksida padat dapat dibuat lebih tahan lama, murah, dan efisien untuk aplikasi energi bersih.

30 Agt 2025, 20.12 WIB

123 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan bahwa uap air dapat meningkatkan konduktivitas dalam sel bahan bakar oksida padat.
Material baru yang ditemukan dapat memungkinkan operasi pada suhu yang lebih rendah, meningkatkan umur sel bahan bakar.
Temuan ini berpotensi merevolusi teknologi energi bersih dan mendukung tujuan pembangunan berkelanjutan.

Tokyo, Jepang - Sel bahan bakar oksida padat atau SOFC adalah teknologi yang dapat mengubah hidrogen dan oksigen menjadi listrik dan biasanya bekerja pada suhu sangat tinggi, yaitu sampai 1.000 °C. Masalahnya, suhu tinggi ini membuat material cepat rusak dan biaya produksi sangat mahal. Karena itu, para peneliti mencari bahan keramik baru yang tetap bisa menghantarkan ion dengan baik, tapi bisa bekerja pada suhu yang lebih rendah dan lebih ramah lingkungan.

Di Tokyo, tim ilmuwan dari Institut Ilmu Pengetahuan memfokuskan penelitian mereka pada bahan keramik bernama Ba7Nb4MoO20, bahan dengan struktur kristal perovskit yang dikenal baik untuk transportasi ion. Tim menemukan kalau ketika bahan ini terkena uap air, konduktivitas ion oksida bisa meningkat lebih dari dua kali lipat pada suhu sekitar 500 °C.

Lebih menariknya lagi, peningkatan konduktivitas ini terjadi bukan karena proton seperti yang biasanya terjadi, melainkan ion oksida (O2-) yang bergerak lebih cepat. Uap air yang diserap bahan ini menambah ion oksida ekstra yang memudahkan ion lain untuk bergerak melalui pembentukan struktur dimer khusus di dalam kristal.

Penelitian ini didukung dengan studi pelacakan difusi oksigen menggunakan udara kering dan basah, serta simulasi berbantu kecerdasan buatan (AI) yang menunjukkan bagaimana ion bergerak lebih bebas. Temuan ini membawa langkah besar dalam mewujudkan SOFC yang dapat beroperasi di suhu lebih rendah, yang pastinya akan tahan lama dan lebih murah.

Jika berhasil dikembangkan secara luas, sel bahan bakar ini bisa menjadi solusi energi bersih yang praktis dan ekonomis. Selain mengurangi biaya produksi, performa yang lebih baik juga mendukung kemajuan teknologi hijau untuk masa depan yang lebih berkelanjutan, sejalan dengan tujuan pembangunan berkelanjutan Perserikatan Bangsa-Bangsa.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/water-double-conductivity-fuel-cells

Analisis Kami

"Inovasi ini mengatasi satu dari hambatan terbesar dalam pengembangan SOFC suhu rendah yang selama ini membatasi penggunaannya. Dengan pendekatan yang pintar dan ilmiah, penggunaan uap air sebagai katalis untuk meningkatkan pergerakan ion oksida membuka jalan bagi teknologi bahan bakar yang lebih ramah lingkungan dan ekonomis."

Analisis Ahli

Masatomo Yashima

"Penemuan ini dapat mempercepat pengembangan sel bahan bakar yang mampu beroperasi di suhu moderat tanpa mengorbankan kinerja, sangat penting untuk mencapai energi bersih yang dapat diakses secara luas."

Prediksi Kami

Penemuan ini berpotensi merevolusi produksi sel bahan bakar oksida padat suhu rendah yang tahan lama dan hemat biaya, sehingga mempercepat adopsi teknologi energi bersih di berbagai sektor industri.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditemukan oleh para peneliti dari Institut Sains Tokyo?

Para peneliti menemukan bahwa uap air dapat meningkatkan konduktivitas dalam sel bahan bakar oksida padat.

Mengapa sel bahan bakar oksida padat biasanya beroperasi pada suhu tinggi?

Sel bahan bakar oksida padat beroperasi pada suhu tinggi karena suhu tersebut diperlukan untuk konduksi ion yang efisien.

Apa keuntungan dari menggunakan barium-niobium-molybdenum oksida dalam sel bahan bakar?

Keuntungan dari menggunakan barium-niobium-molybdenum oksida adalah kemampuannya untuk beroperasi pada suhu yang lebih rendah, mengurangi degradasi material.

Bagaimana uap air mempengaruhi konduktivitas ion dalam material keramik?

Uap air meningkatkan konduktivitas ion dengan menambah ion oksigen interstitial dalam struktur keramik.

Mengapa penelitian ini penting untuk pengembangan energi bersih?

Penelitian ini penting karena dapat membantu dalam pengembangan teknologi energi yang lebih efisien dan ramah lingkungan.