Heboh Alat Nikuba, Begini Cara Kerja Mesin Berbahan Bakar Hidrogen

Indonesia tengah dihebohkan dengan alat nikuba yang disebut dapat mengonversi air menjadi bahan bakar untuk kendaraan bermotor. Menurut sang penemu, Aryanto Misel, alat rekaannya mengonversi air menjadi hidrogen yang menjadi bahan bakar pengganti BBM.

Aryanto menjelaskan bahwa di dalam alat berbentuk kotak seukuran bola voli tersebut, ada semacam katalis yang berfungsi memisahkan antara hidrogen (H2) dan oksigen (O2) yang terkandung di dalam air (H2O) melalui proses elektrolisis.

“Air yang digunakan harus bebas dari kandungan logam berat. Katalisnya pun saya bikin sendiri," kata Aryanto kepada Katadata.co.id beberapa waktu lalu.

Pemisahan hidrogen dan oksigen yang terkandung di dalam air akan menciptakan reaksi anoda dan katoda. Dari hasil pemisahan yang terjadi di alat nikuba, hidrogen kemudian dialirkan ke intake mesin kendaraan.

Intake merupakan bagian dari mesin yang berbentuk pipa tabung yang terletak di bagian atas mesin. Fungsi intake adalah untuk mengantarkan campuran udara dan bahan bakar ke silinder mesin agar digunakan untuk proses pembakaran.

"Hidrogen lari ke selang yang tertuju ke ruang bakar. Terus oksigennya itu terelekrolisis kembali di Nikuba. Seterusnya seperti itu, berputar," sambung pria yang hanya mengenyam pendidikan formal hingga bangku SMP ini.

Aryanto mengatakan alat Nikuba mampu menggantikan 100% suplai bensin di kendaraan motor roda dua dengan air. Dalam sejumlah uji coba yang ia jalani, 1 liter air yang sudah dikonversi menjadi hidrogen menempuh perjalanan dari Cirebon ke Semarang, pergi pulang sejauh 450 kilometer (km).

Pada dasarnya cara kerja alat nikuba yang menginjeksikan hidrogen, hasil dari elektrolisis air, langsung ke ruang pembakaran mesin kendaraan sama dengan cara kerja mesin pembakaran internal (internal combustion engine/ICE) berbahan bakar hidrogen cair.

Cara Kerja Mesin Pembakaran Internal Hidrogen

Mesin pembakaran internal hidrogen (hydrogen ICE) pertama kali ditemukan pada 1806 oleh François Isaac de Rivaz. De Rivaz menggunakan campuran hidrogen dan oksigen sebagai bahan bakar untuk menyalakan mesinnya.

Pada 1807 ia mematenkan temuannya itu, dan pada 1808 menciptakan mobil berbahan bakar hidrogen pertama di dunia. Karena menggunakan campuran hidrogen dan oksigen, emisi yang dihasilkan mesin ini hanya berupa uap air. Namun reaksi pembakaran juga dapat menghasilkan nitrogen oksida (NOx) yang berbahaya jika terhirup.

Cara kerja mesin pembakaran internal hidrogen sama seperti mesin berbahan bakar bensin tradisional. Campuran hidrogen dan oksigen diinjeksikan ke dalam ruang pembakaran mesin, dengan sistem drivetrain atau rantai penggerak yang sama seperti mesin ICE bensin.

Namun sifat hidrogen lebih mudah terbakar membuat mesin hydrogen ICE lebih efisien, dengan reaksi pembakaran yang lebih sempurna dan suhu yang lebih rendah dibandingkan mesin ICE bensin. Suhu pembakaran yang lebih rendah ini meminimalisir emisi NOx yang dilepas ke udara.

Sejumlah produsen otomotif dunia memproduksi mobil hydrogen ICE. BMW yang memproduksi BMW Hydrogen 7 pada 2005-2007. Pada 2004, Mazda meluncurkan mobil konsep RX-8 Hydrogen RE, memproduksi sebanyak 30 uni hingga 2008 yang seluruhnya dikirim ke fasilitas riset HyNor di Norwegia untuk pengembangan hidrogen sebagai bahan bakar.

Pada 2000, Shelby, produsen mobil Amerika Serikat (AS) mengonversi mesin pembakaran internal pada mobil sport Shelby Cobra dari mengonsumsi BBM menjadi hidrogen demi mencapai rekor kecepatan mobil hidrogen.

Kemudian Alset GmbH, perusahaan teknologi dan enjiniring berbasis di Graz, Austria mengembangkan mesin hibrida (hybrid) hidrogen-BBM. Mesin ini kemudian dipasang pada mobil Aston Martin Rapide S untuk kejuaraan balap 24 jam di Nürburgring, Jerman.

Pada 2021 Toyota mengonversi mesin ICE bensin Toyota Corolla Sport agar bisa menggunakan hidrogen untuk mengikuti lomba 24 jam Super Taikyu Series. Pada ajang yang sama, Yamaha juga merilis mesin 5 liter V8 yang berbahan bakar hidrogen.

Minimnya kesuksesan mobil-mobil berbahan hidrogen dari sisi komersial disebabkan oleh beberapa faktor. Pertama, untuk memproduksi hidrogen cair membutuhkan energi yang sangat besar. Sehingga bahan bakar ini tak bisa disebut bebas energi.

Kedua, masih minimnya stasiun pengisian hidrogen cair. Untuk kasus BMW, pada 2006 hanya ada lima stasiun pengisian hidrogen di seluruh dunia yang cocok dengan mobil BMW Hydrogen 7. Praktis mobil ini tak dapat digunakan secara bebas.

Sel Bahan Bakar Hidrogen (Hydrogen Fuel Cell)

Penggunaan sel bahan bakar hidrogen untuk transportasi saat ini lebih umum dibandingkan hydrogen ICE. Saat ini Toyota dan Hyundai telah memproduksi mobil sel bahan bakar hidrogen dan menjualnya secara komersial.

Sejatinya, mobil sel bahan bakar hidrogen Toyota dan Hyundai adalah mobil listrik atau fuel cell electric vehicle (FCEV) yang menggunakan listrik untuk menyalakan motor listrik. Alih-alih menarik listrik dari baterai, FCEV menggunakan sel bahan bakar yang ditenagai oleh hidrogen untuk memproduksi listrik secara on board.

Keunggulan dari FCEV adalah waktu pengisian bahan bakar yang singkat, berbeda dengan mobil listrik baterai yang membutuhkan pengisian daya hingga hitungan jam.

Selama proses desain kendaraan, produsen menentukan daya kendaraan berdasarkan ukuran motor listrik yang menerima daya listrik dari kombinasi sel bahan bakar dan baterai dengan ukuran yang sesuai.

Meskipun produsen mobil dapat merancang FCEV dengan kemampuan plug-in untuk mengisi daya baterai, sebagian besar FCEV menggunakan baterai untuk tidak sebagai penggerak utama motor listrik.

Baterai pada FCEV berfungsi untuk mendapatkan kembali energi pengereman, memberikan daya ekstra pada akselerasi singkat dan untuk memperlancar daya yang dikirim dari sel bahan bakar dengan opsi untuk idle atau mematikan sel bahan bakar selama kebutuhan daya rendah.

Jumlah energi yang tersimpan on board ditentukan oleh ukuran tangki bahan bakar hidrogen. Ini berbeda dengan kendaraan listrik lainnya di mana jumlah daya dan energi yang tersedia terkait erat dengan ukuran baterai.

Hydrogen fuel cell saat ini juga diaplikasikan pada kendaraan berat seperti bus, kapal, dan pesawat, dengan kombianasi mesin pembakaran internal hidrogen.

Kapal berbahan bakar hidrogen pertama di dunia, hybrid antara hydrogen ICE dan hydrogen fuel cell, dikembangkan oleh anak usaha perusahaan maritim Norwegia, Wilhelmsen Group dengan pendanaan dari pemerintah Norwegia sebesar US$ 24,18 juta. Kapal ini ditargetkan dapat berlayar tahun ini.

Pada 2008 produsen pesawat asal Amerika, Boeing melakukan penelitian untuk pengaplikasian sel bahan bakar hidrogen untuk pesawat dan berkesimpulan bahwa sel bahan bakar hidrogen tak cocok sebagai sumber tenaga utama pesawat penumpang, namun bisa untuk tenaga cadangan.

Pada Juli 2010 Boeng meluncurkan unmanned aerial vehicle (UAV) atau pesawat tanpa awak Phantom Eye yang bermesin hydrogen ICE. Inggris juga tengah mengembangkan mesin pesawat supersonic berbahan bakar hidrogen, the Reaction Engines Limited LAPCAT Configuration A2 (LAPCAT A2).

Terobosan Nikuba yang Mengundang Skeptisisme

Sejauh ini dunia masih kesulitan untuk memproduksi hidrogen secara efisien. Namun alat nikuba mampu mengonversi air menjadi hidrogen melalui proses yang tampak sangat sederhana dan hanya ditenagai dengan aki motor.

Alat ini mengundang skeptisisme, karena untuk memisahkan atom hidrogen dan oksigen dari air (H2O) membutuhkan energi yang sangat besar.

Rektor Universitas Teknologi Sumbawa Chairul Hudaya mengatakan proses mengubah air menjadi energi melalui proses elektrolisis sulit dilakukan. "Untuk memecah hidrogen dari air perlu energi yang besar dan alat yang khusus," katanya.

Ia mengatakan, inovasi bahan bakar untuk kendaraan sebenarnya telah banyak dikembangkan sebelumnya. “Banyak yang free energy, tapi akhirnya terkuak sebagai fake. Kalau mau fair, ini bisa dibedah bersama,” ujarnya.

Senada, Dosen Teknik Kimia Fakultas Teknik (FT) Universitas Indonesia (UI), Widodo Wahyu Purwanto, menilai bahwa Nikuba bukan alat yang bisa menggantikan BBM 100%.

“Kalau gak salah Nikuba itu ada kemungkinan itu dia pakai HHO, jadi hidrogen dan oksigennya tidak terpisah atau disebut brown gas. Kalau dibilang gak pakai BBM 100%, saya kira itu tidak bisa ya,” kata Widodo kepada Katadata.co.id beberapa waktu lalu, Kamis (12/5).

Dia menegaskan bahwa air tidak bisa diubah menjadi BBM karena air tidak memiliki kandungan karbon layaknya BBM. Oleh karena itu dia menduga nikuba meningkatkan efisiensi pembakaran pada mesin sepeda motor.