Courtesy of InterestingEngineering

Sel Bahan Bakar Ringan dan Kuat dengan Desain 3D untuk Masa Depan Aerospace

Mengembangkan sel bahan bakar yang ringan, kuat, dan efisien dengan proses produksi sederhana dan berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan energi di bidang aerospace dan misi luar angkasa.

18 Sep 2025, 21.17 WIB

185 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Desain sel bahan bakar baru mengurangi berat dan meningkatkan efisiensi untuk aplikasi aerospace.
Proses manufaktur yang lebih sederhana dan penggunaan bahan keramik meningkatkan daya tahan sel bahan bakar.
Sel bahan bakar ini berpotensi mengubah cara kita menyimpan dan menghasilkan energi dari sumber terbarukan.

Denmark - Para peneliti di Technical University of Denmark berhasil menciptakan sel bahan bakar yang sangat ringan dan kuat menggunakan struktur 3D yang terinspirasi dari koral, disebut Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell atau 'The Monolith'. Sel ini dibuat sepenuhnya dari keramik tanpa menggunakan komponen logam berat, sehingga mengurangi bobot hingga lebih dari 75% dibandingkan sel bahan bakar konvensional.

Desain sel bahan bakar ini menggunakan pola matematika gyroid yang memaksimalkan luas permukaan sambil menjaga bobot tetap ringan. Struktur ini juga memungkinkan aliran gas yang bebas, distribusi panas yang optimal, serta stabilitas mekanis yang tinggi. Monolith mampu menghasilkan daya lebih dari satu watt per gram, menjadikannya salah satu sel bahan bakar dengan rasio daya-terhadap-berat terbaik saat ini.

Selain lebih ringan, proses pembuatan sel bahan bakar ini hanya memerlukan lima langkah sederhana, berbeda jauh dengan metode konvensional yang harus melalui puluhan proses rumit dan menggunakan banyak bahan berbeda yang rentan rusak. Sel baterai ini juga menunjukkan daya tahan luar biasa saat diuji dengan perubahan suhu hingga 100°C dan bisa digunakan secara bergantian dalam mode pembangkitan listrik dan penyimpanan energi tanpa kerusakan.

Teknologi ini sangat menjanjikan untuk industri penerbangan dan misi luar angkasa. Sebagai contoh, sebuah pesawat standar memerlukan 70 ton bahan bakar jet, tapi mengganti energi ini dengan baterai lithium-ion akan menambah berat hingga 3.500 ton, yang tidak memungkinkan untuk terbang. Dengan desain baru ini, berat sel bahan bakar bisa ditekan jauh sehingga aman untuk digunakan di pesawat dan bahkan misi Mars seperti MOXIE NASA.

Tim peneliti percaya desain ini masih bisa diperbaiki lebih lanjut, misalnya dengan elektroda yang lebih tipis dan penggunaan material yang lebih murah seperti perak atau nikel menggantikan platinum. Penemuan ini dipublikasikan di jurnal Nature Energy dan berpotensi menjadi solusi energi hijau yang praktis serta mendukung masa depan teknologi luar angkasa dan penerbangan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/3d-printed-fuel-cell-for-jets

Analisis Ahli

Venkata Karthik Nadimpalli

"Desain baru ini menjadi tonggak penting untuk mengaplikasikan teknologi sel bahan bakar di sektor yang selama ini sulit dijangkau seperti aerospace karena keberhasilan dalam meningkatkan rasio daya terhadap berat secara signifikan."

Analisis Kami

"Ini adalah terobosan besar bagi teknologi sel bahan bakar karena berhasil menghilangkan keterbatasan bobot yang selama ini menjadi tantangan utama. Jika benar dapat dikembangkan lebih lanjut seperti yang dijanjikan, teknologi ini bisa menjadi standar baru di industri energi bersih dan aerospace."

Prediksi Kami

Sel bahan bakar ini akan merevolusi teknologi penyuplai energi di sektor penerbangan dan misi luar angkasa dengan memungkinkan penggunaan bahan bakar bersih yang lebih ringan dan efisien, sehingga meningkatkan kemampuan dan mengurangi biaya peluncuran misi-misi antariksa.

Pertanyaan Terkait

Apa itu Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell?

Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell adalah desain sel bahan bakar baru yang ringan dan kuat yang terinspirasi dari struktur karang.

Mengapa desain baru ini lebih ringan dibandingkan sel bahan bakar konvensional?

Desain baru ini lebih ringan karena sepenuhnya terbuat dari keramik, menghilangkan komponen logam berat yang ada pada sel bahan bakar konvensional.

Apa keuntungan dari penggunaan sel bahan bakar baru ini dalam aplikasi aerospace?

Keuntungan dari penggunaan sel bahan bakar baru ini adalah beratnya yang ringan sehingga dapat digunakan dalam aplikasi aerospace yang sebelumnya tidak mungkin.

Bagaimana sel bahan bakar ini dapat meningkatkan efisiensi dalam elektrolisis?

Sel bahan bakar ini dapat meningkatkan efisiensi dalam elektrolisis dengan memproduksi hidrogen hampir sepuluh kali lebih cepat dibandingkan model standar.

Apa saja langkah yang terlibat dalam proses pembuatan sel bahan bakar ini?

Proses pembuatan sel bahan bakar ini melibatkan hanya lima langkah, berbeda dengan sel bahan bakar konvensional yang memerlukan banyak langkah dan bahan.