1. Pengertian HidrogenHidrogen dengan lambang kimia H adalah unsur yang paling sederhana dilihat

dari segi susunan proton dan elektronnya. Satu atom hidrogen hanya memiliki satu proton dan satu elektron. Gas hidrogen merupakan molekul diatomik, setiap molekulnya tersusun atas dua atom hidrogen yang secara kimia dirumuskan dengan H2.

Berikut adalah sifat fisis dari atom Hidrogen:

Sebanyak 95% dari hidrogen yang digunakan saat ini berasal dari pemrosesan gas alam. Sisanya diproduksi secara elektrolisa – sebuah proses yang menguraikan air ke dalam komponen-komponennya, yaitu hidrogen dan oksigen. Beberapa dari teknologi yang digunakan untuk memproduksi hidrogen adalah:

Steam reforming, mengkonversi gas methane (dan hidrokarbon lainnya dalam gas alam) menjadi hidrogen dan karbon monoksida dengan reaksi dengan uap melalui katalis nikel.

Elektrolisis, menggunakan arus listrik langsung untuk memisahkan air menjadi hidrogen pada elektroda negatif dan oksigen pada elektroda positif.

Elektrolisis uap (suatu variasi pada elektrolisis konvensional) menggunakan panas, bukan listrik, untuk menyediakan sejumlah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan air, sehingga membuat proses lebih hemat energi.

Gasifikasi, menggunakan panas untuk memecahkan biomassa atau batubara menjadi gas hidrogen murni dari yang dapat diekstraksi.

No Sifat Fisis Hidrogen1 Nomor atom 12 Massa atom relative 1,003 Titik leleh (°C) -259,144 Titik beku (°C) -252,875 Rapatan pada 25°C (g/cm3) 0,076 Warna tidak berwarna7 Energi ionisasi (kJ/mol) 1312,08 Afinitas elektron (kJ/mol) 72,779 Keelektronegatifan 2,20

10 Entalpi penguapan 0,4581 kJ/mol11 Entalpi pembentukan 0,00585 kJ/mol12 Potensial ionisasi 13,598 V13 Konduktivitas panas 0.1815 Wm-1K-1

14 Kapasitas panas 14,304 Jg-1K-1

2. Hidrogen sebagai Bahan BakarHidrogen diperkirakan di masa depan akan menjadi pemasok energi utama

untuk pembangkit listrik dengan sel bahan bakar (fuel cell), sebagai bahan bakar mesin kendaraan, dan penggunaan lainnya. Hal ini disebabkan oleh sifat hidrogen yang ramah lingkungan dan kemudahannya dikonversi menjadi energi, meminimalisir penggunaan bahan bakar minyak.

Saat ini sudah banyak kendaraan yang menggunakan bahan bakar hidrogen semisal bus angkutan umum, bajaj, motor, dan kendaraan pribadi. Bahan bakar hidrogen bersifat eco-energy dengan proses pembakaran yang hanya menghasilkan air dan energi (listrik dan panas). Bahan Bakar Hidrogen berbeda dengan kerja accu. Jika accu menghabiskan zat dari dalam untuk bekerja, sel bahan bakar memanfaatkan zat dari luar, seperti hidrogen dan oksigen, dan terus bekerja tanpa henti selama sumber bahan bakar tersedia. Hidrogen yang disimpan akan dicampur dengan oksigen dari atmosfer dan terjadi reaksi kimia. Reaksi ini merupakan pereaksian pembentukan air yang membebaskan energi. Energi tersebut dikonversi menjadi listrik hingga mendekati 100% dan sisanya adalah panas.

Pembakaran hidrogen dapat di formulasikan sebagai berikut:

2H2 + O2 → 2H2O + EnergiPembakaran hidrogen tersebut terjadi secara eksotermik. Hidrogen tergolong

molekul yang sangat reaktif sehingga pembakaran dapat berlangsung dengan mudah. Reaksi menghasilkan dua molekul air yang terdiri dari sepasang ikatan O—H. Energi total yang dihasilkan reaksi pembakaran hidrogen ini adalah 482 kJ, energi yang cukup besar untuk membuat suatu ledakan.

Jika dibandingkan dengan reaksi pembakaran gas alam (metana), minyak (minyak bumi), dan biomassa dengan pembakaran hidrogen. Formulasi pembakaran metana, minyak, biomassa secara berurutan ialah:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (metana)2(-CH2-) + 3O2 → 2CO2 + 2H2O (minyak)

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O (biomassa)Pembakaran metana menghasilkan energi sebesar 810 kJ, minyak sebesar 1220

kJ, dan biomassa 1257 kJ. Secara analisa dapat dilihat dari tiap mol oksigen yang dibutuhkan masing-masing bahan bakar dalam pembakaran. Metana membutuhkan 2 mol oksigen untuk menghasilkan energi sebesar 810 kJ. Hal ini berarti pembakaran metana tiap mol oksigen adalah 405 kJ. Pembakaran minyak tiap mol oksigennya menghasilkan energi sebesar 407 kJ. Pembakaran biomassa menghasilkan 419 kJ per mol oksigen. Bandingkan dengan energi yang dihasilkan pembakaran hidrogen sebesar 482 kJ per mol oksigen. Kebutuhan oksigen dalam pembakaran lebih efisien hidrogen dan menghasilkan pembakaran sempurna.

Sebagai perbandingan lain, bahwa 1 pound bensin yang dibakar pada suhu 25°C pada tekanan 1 atm akan menghasilkan panas antara 19.000 Btu (44,5 kJ/gr) sampai dengan 20.360 Btu (47,5 kJ/gr), sedangkan 1 pound solar bisa menghasilkan panas antara 18.250 Btu (42,5 kJ/gr) sampai dengan 19.240 Btu (44,8 kJ/gr). Hydrogen sendiri dalam kondisi yang sama, yaitu suhu 25°C pada tekanan 1 atm, mampu menghasilkan panas sekitar 51.500 Btu (119,93 kJ/gr) sampai dengan 61.000 Btu (141,86 kJ/gr). Itu berarti bahwa kendaraan dengan teknologi sel bahan bakar hidrogen dinilai memiliki efisiensi tiga kali lebih tinggi dibandingkan dengan kendaraan yang menggunakan bahan bakar bensin dan solar.

Selain itu, penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar sama sekali tidak member kontribusi terhadap efek rumah kaca, hujan asam, serta kerusakan lapisan ozon. Karena sisa pembakaran hidrogen hanya menghasilkan air, listrik dan panas.

Meskipun memiliki banyak keunggulan dibanding dengan bahan bakar lain, hidrogen juga memiliki kelemahan. Kelemahan hidrogen sebagai bahan bakar adalah sifatnya sebagai sumber energi yang tidak bersifat langsung (primer), sebagaimana halnya gas alam, minyak atau batubara. Hidrogen adalah energi turunan (sekunder) seperti halnya listrik yang tidak bisa didapat langsung dari alam, melainkan harus diproduksi dengan menggunakan sumber energi lain seperti gas alam, minyak, batubara, nuklir, energi surya, dan berbagai sumber energi lainnya.