ISU pencemaran yang menjadi semakin serius mengingatkan kita betapa manusia banyak menggunakan tenaga sehingga menyebabkan bumi menjadi panas .
Sebahagian besar sumber tenaga pada hari ini diperoleh dari bahan bakar fosil (fossil fuel) seperti minyak mentah, arang batu dan gas asli.
Namun, berikutan permintaan yang semakin meningkat untuk bekalan tenaga dan pencemaran alam sekitar yang tidak terkawal disebabkan penggunaan bahan bakar fosil, sumber tenaga alternatif yang bersih dan boleh diperbaharui amat diperlukan pada masa ini.
Di antara sumber tenaga alternatif, hidrogen telah menarik perhatian dan diramalkan akan memainkan peranan yang penting dalam teknologi tenaga pada masa hadapan.
Hidrogen dianggap sebagai pembawa tenaga bebas karbon kerana produk sampingan daripada pembakarannya adalah air dan hidrogen juga boleh diperbaharui dan mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi.
Dalam konteks ini, pelbagai jenis sumber boleh digunakan untuk menghasilkan hidrogen sebelum penukarannya menjadi pelbagai bentuk tenaga tanpa pelepasan bahan berbahaya dan seterusnya boleh mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan pencemaran alam sekitar.
Menjelaskan lebih lanjut, Pensyarah Kanan, Fakulti Teknologi Kejuruteraan Kelautan dan Informatik, Universiti Malaysia Terengganu (UMT), Prof. Madya Dr. Mohammad Ismail berkata, penyimpanan hidrogen adalah perkara utama yang perlu diberi perhatian. Ia untuk membolehkan penggunaannya sebagai pembawa tenaga utama pada masa hadapan.
“Penyimpanan hidrogen adalah masalah teknikal utama yang mesti diatasi sebelum merealisasikan ekonomi hidrogen yang berdaya maju secara teknikal.
“Sebagai pembawa tenaga, hidrogen perlu disimpan dengan efisien sehingga kapasiti maksimumnya dapat digunakan sepenuhnya,” katanya.
Justeru, bagi penggunaan hidrogen berskala besar, banyak aspek perlu dipertimbangkan seperti ketumpatan gravimetri hidrogen, kebolehbalikan pada suhu dan tekanan rendah agar sesuai dengan sistem semasa sel fuel dan kinetik penyerapan atau pelepasan gas tersebut yang cepat dengan sedikit kehilangan tenaga.
Selain itu, penyimpanan yang cekap juga harus mempertimbangkan keselamatan, jangka hayat, berat dan kos.
Berkongsi lebih lanjut beliau berkata, teknologi penyimpanan hidrogen boleh dikelaskan kepada tiga kumpulan utama iaitu penyimpanan gas bertekanan (pressurized gas), penyimpanan cecair kriogenik (liquid cryogenic), dan penyimpanan dalam keadaan pepejal (solid-state form).
Dalam penyimpanan gas bertekanan, hidrogen disimpan dalam silinder bertekanan tinggi, iaitu perkara yang berkaitan dengan saiz dan berat tangki dan faktor keselamatan menjadi masalah utama.
Seterusnya, tangki cecair kriogenik menumpukan jumlah hidrogen yang lebih besar bagi seunit isipadu.
Walau bagaimanapun, masalah dengan teknik ini adalah kos bagi mengekalkan proses penyejukan dan kehilangan kapasiti hidrogen melalui penyejatan.
Berbanding penyimpanan gas bertekanan dan cecair kriogenik, penyimpanan dalam keadaan pepejal menawarkan peluang dan penyelesaian terbaik dan berpotensi dalam memenuhi keperluan sistem simpanan hidrogen yang ideal.
Kapasiti hidrogen yang tinggi, faktor keselamatan dan kecekapan tenaga dan sejumlah besar hidrogen dapat disimpan dalam saiz yang kecil adalah kelebihan menyimpan hidrogen dalam keadaan pepejal.
Menurut Mohammad lagi, di antara bahan penyimpanan hidrogen dalam keadaan pepejal ialah kerangka logam organik (MOF), bahan berasaskan karbon seperti karbon nanotiub (CNT) dan graphene, dan bahan hidrida seperti Magnesium hidrida (MgH2) , Sodium alanate (NaAlH4) dan Sodium borohidrida (NaBH4).
“Disebabkan beberapa kelebihan sifat penyimpanan hidrogen yang ada pada MgH2 berbanding dengan bahan-bahan yang lain, MgH2 dipilih sebagai bahan utama dalam kajian kami,” katanya.
MgH2 mempunyai banyak kelebihan antaranya kapasiti simpanan hidrogen yang kos yang murah dan sifat kebolehbalikan menyerap dan melepaskan hidrogen yang baik.
Mohammad berkata, kajian utama kumpulan penyelidikannya adalah bahan penyimpan tenaga dengan tumpuan kepada hidrogen
Salah satu bahan yang dikaji adalah bahan penyimpanan hidrogen dalam keadaan pepejal.
Dalam kajian ini, pihaknya berjaya menurunkan suhu penguraian dan menambahbaik sifat kinetik dan termodinamik bagi magnesium MgH2 dengan menggunakan beberapa kaedah seperti penggunaan pemangkin (katalis) dan sistem ketidakstabilan.
MgH2 berpotensi sebagai bahan penyimpan hidrogen yang digunakan sebagai sumber hidrogen kepada sel fuel (fuel cell).
Fungsi utama MgH2 dalam kajian ini ialah sebagai bahan penyimpan hidrogen. MgH2 menjadi sumber hidrogen kepada sel fuel bagi menjana tenaga untuk diguna pakai dalam sektor pengangkutan, industri mahupun persendirian.
MgH2 ialah bahan yang boleh menyimpan hidrogen.
Apabila dipanaskan, MgH2 akan melepaskan hidrogen dan gas tersebut yang dilepaskan ini akan disalurkan kepada sel fuel untuk menjana tenaga.
Kebiasaannya MgH2 tulen akan melepaskan hidrogen pada suhu yang agak tinggi iaitu lebih kurang 400°C dan suhu ini agak terlalu tinggi untuk kegunaan sistem sel fuel, terutamanya untuk bidang pengangkutan.
Jadi untuk mengurangkan suhu penguraian dan menambahbaik sifat kinetik, MgH2 akan dikisar bersama katalis. Selepas dikisar bersama katalis, suhu untuk MgH2 melepaskan hidrogen akan berkurangan sehingga di bawah 200°C dan sifat kinetik juga ditambah baik.
Dalam pada itu menurut Mohammad, pada masa ini, hidrogen disimpan dalam penyimpanan gas bertekanan dan cecair kriogenik untuk tujuan komersial terutamanya dalam bidang pengangkutan.
Namun disebabkan beberapa masalah yang timbul dengan kedua-dua kaedah tersebut, penyimpanan dalam keadaan pepejal telah menarik perhatian ramai penyelidik.
Antara masalah utama berkaitan dengan penyimpanan gas bertekanan dan cecair kriogenik ialah keselamatan. Di samping itu juga kos untuk gas bertekanan dan penyejukan (cryogenic) dan kehilangan kapasiti hidrogen dengan penyejatan juga menjadi masalah utama untuk kaedah penyimpanan gas bertekanan dan cecair kriogenik.
Oleh itu, penyimpanan hidrogen dalam keadaan pepejal berpotensi untuk menggantikan penyimpanan gas bertekanan dan cecair kriogenik.
Ini disebabkan oleh beberapa kelebihan seperti kapasiti hidrogen yang tinggi, keselamatan dan kecekapan tenaga dan sejumlah besar hidrogen dapat disimpan dalam saiz yang kecil.
