Sejak kebelakangan ini, hidrogen menjadi perhatian kerajaan sebagai sumber tenaga baharu yang berpotensi besar kepada negara. Berdasarkan maklumat daripada laman web Majlis Keselamatan Negara, hidrogen dikatakan sebagai sumber tenaga baharu di Malaysia.

Selama ini, negara bergantung kepada tenaga elektrik yang dijana daripada gas, arang batu, dan bahan api sebagai sumber utama tenaga yang menerangi kehidupan rakyat, menggerakkan kenderaan serta memacu industri negara. Namun, tenaga tersebut menghasilkan pencemaran udara dan memberi kesan kepada kehidupan manusia, hidupan lain, serta alam sekitar.

Kerajaan telah memperkenalkan Pelan Hala Tuju Peralihan Tenaga Negara (NETR) dan Pelan Hala Tuju Teknologi dan Ekonomi Hidrogen (HETR) untuk mengatasi permasalahan tersebut dengan beralih kepada sumber tenaga yang lebih bersih dan mampan.

Bukti saintifik dengan jelas menunjukkan banyak kelebihan daripada penggunaan tenaga hidrogen, termasuk melestarikan alam sekitar, bekalan sumber yang banyak, serta sebagai medium penyimpanan tenaga yang efisien. Pembakaran hidrogen hanya menghasilkan air (H₂O) sebagai produk sampingan tanpa mengeluarkan karbon dioksida atau pencemar udara lain. Ini menjadikan hidrogen sebagai sumber tenaga yang bersih dan mesra alam.

Hidrogen terdapat dalam jumlah yang banyak di persekitaran, khususnya dalam air dan bahan organik, menjadikannya sumber tenaga yang berpotensi kerana ketersediaannya yang melimpah. Selain itu, hidrogen boleh berfungsi sebagai medium penyimpanan tenaga yang efisien, terutama dalam situasi di mana tenaga boleh disimpan daripada sumber tenaga boleh diperbaharui seperti solar dan angin, kemudian digunakan apabila diperlukan.

Hidrogen juga boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk sebagai bahan api untuk kenderaan sel bahan api, untuk menghasilkan elektrik dan haba, serta dalam industri kimia.

Tenaga Bersih dan Mampan

Penggunaan hidrogen terus berkembang seiring dengan peningkatan penggunaan tenaga bersih dan mampan. Selain dihasilkan daripada sumber tenaga boleh diperbaharui, hidrogen dilihat sebagai antara bahan api alternatif yang berpotensi dalam membantu mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil melalui aplikasi sel bahan api. Sumber ini turut membantu dalam mengurangkan pembebasan karbon dioksida dan gas pencemaran lain yang dihasilkan daripada pembakaran bahan api fosil. Malah, sel bahan api hidrogen langsung tidak membebaskan gas rumah hijau, kerana hasil sampingan tindak balasnya hanyalah air.

Ini membantu mengurangkan pemanasan global serta pembebasan gas rumah hijau, selari dengan aspirasi Malaysia untuk mencapai status sifar karbon menjelang tahun 2050. Ia juga dapat memelihara kelestarian alam sekitar dan habitat haiwan serta tumbuhan, mengurangkan tekanan kepada ekosistem semula jadi yang sering kali terjejas oleh aktiviti manusia yang menggunakan sumber tenaga konvensional.

Cabaran

Namun, kerajaan menyedari beberapa cabaran yang perlu diatasi untuk mengoptimumkan penggunaan hidrogen sebagai sumber tenaga bersih dan pembawa tenaga yang fleksibel. Pada masa ini, kebanyakan hidrogen dihasilkan daripada gas asli, yang masih menghasilkan karbon. Teknologi pengeluaran hidrogen yang bersih, seperti elektrolisis air menggunakan tenaga boleh diperbaharui, perlu dikembangkan lebih lanjut untuk mengurangkan jejak karbon dan meningkatkan keberkesanan proses pengeluaran.

Hidrogen mempunyai kepadatan tenaga yang rendah, yang menjadi cabaran dalam proses penyimpanan dan pengangkutannya. Penyimpanan hidrogen dalam bentuk gas memerlukan tekanan yang tinggi, sementara penyimpanan dalam bentuk cecair memerlukan suhu yang sangat rendah. Ini memerlukan teknologi yang canggih dan boleh menjadikannya tidak praktikal dalam beberapa situasi.

Pada masa ini, hidrogen masih mahal untuk dihasilkan dan digunakan, terutama dalam skala besar. Maka, penurunan kos pengeluaran dan infrastruktur diperlukan untuk meningkatkan daya saing hidrogen berbanding sumber tenaga lain. Infrastruktur yang luas diperlukan untuk menyokong penggunaan hidrogen sebagai sumber tenaga, termasuk stesen pengisian, rangkaian paip, dan kemudahan penyimpanan. Pembinaan infrastruktur ini memerlukan pelaburan yang besar dan perancangan yang teliti.

Walaupun masih terdapat halangan, banyak penyelidikan dan pembangunan sedang dijalankan untuk meningkatkan kecekapan, menurunkan kos, dan meningkatkan infrastruktur yang diperlukan bagi menyokong penggunaan hidrogen sebagai sumber tenaga yang lebih meluas. Dalam konteks ini, penyelidik di Institut Sel Fuel, Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) sedang memajukan penyelidikan tenaga hidrogen, melibatkan proses penghasilan hidrogen yang efisien dan mampan. Melalui penyelidikan ini, UKM merancang untuk menghasilkan hidrogen secara efektif dengan menggunakan teknologi seperti elektrolisis air yang memanfaatkan tenaga boleh diperbaharui.

Penyelidikan ini menunjukkan komitmen institusi dalam menggalakkan pembangunan teknologi hijau dan memimpin usaha ke arah peralihan kepada ekonomi rendah karbon. UKM bukan sahaja menyumbang kepada pengetahuan sains dan teknologi, tetapi memainkan peranan penting dalam mencapai matlamat kelestarian dan kesejahteraan masyarakat.

Manfaat Hidrogen

Jika hidrogen ini dimajukan, hasilnya dapat dimanfaatkan dalam pelbagai aspek, termasuk kenderaan, industri kimia, penjanaan elektrik, serta penyelidikan di universiti.

Kenderaan sel fuel: Hidrogen dapat digunakan sebagai bahan api untuk kenderaan yang beroperasi menggunakan teknologi sel bahan apa (fuel) seperti kereta, bas, dan kereta api. Penggunaannya oleh kenderaan tersebut mampu memastikan persekitaran yang bersih dan mampan memandangkan hasil sampingannya hanya air dan haba.

Simpanan tenaga bersih: Hidrogen boleh digunakan sebagai penyimpanan tenaga berkapasiti tinggi terutamanya semasa hari panas dan cerah.

Industri kimia: Hidrogen adalah bahan mentah penting yang diperlukan dalam proses industri kimia, termasuk dalam penghasilan ammonia, mentega, dan pembuatan besi.

Penjanaan elektrik: Hidrogen menjadi sumber bahan api dalam teknologi sel bahan api (fuel) untuk menjana elektrik bagi penghasilan sumber tenaga bersih.

Penyelidikan: Hidrogen digunakan dalam penyelidikan dan pembangunan bagi bidang kejuruteraan kimia, kajian tenaga, dan aplikasi saintifik yang lain, termasuk kecerdasan buatan dalam pertanian pintar.

Tenaga Matahari

Dalam membincangkan isu ini, penulis melihat potensi besar cahaya matahari dalam penghasilan hidrogen hijau. Tenaga matahari dalam bentuk cahaya yang sampai ke bumi merupakan sumber yang sangat kaya dalam penghasilan hidrogen. Namun, penghasilannya melalui tenaga suria memerlukan proses saintifik.

Proses penghasilan hidrogen melalui sel elektrolisis air melibatkan beberapa langkah. Ia merupakan proses pemecahan molekul air kepada hidrogen dan oksigen. Cahaya matahari dikumpulkan melalui panel suria yang kemudiannya menukarkan tenaga tersebut kepada tenaga elektrik. Foton daripada cahaya matahari diserap oleh bahan fotovolta dalam panel suria, menjana elektron lalu menghasilkan tenaga elektrik.

Tenaga elektrik yang dihasilkan akan digunakan untuk memecahkan molekul air. Dalam proses tersebut, air diletakkan dalam sel elektrolisis yang mengandungi dua elektrod yang diperbuat daripada plat logam yang tahan karat. Apabila elektrik dialirkan, molekul air akan dipecahkan kepada hidrogen dan oksigen. Gas hidrogen yang terhasil seterusnya dikumpulkan dan disimpan manakala oksigen dibebaskan ke udara. Hidrogen yang disimpan seterusnya boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi dan industri di negara ini.

Jelas bahawa cahaya matahari menjadi sumber semula jadi yang tersedia untuk penghasilan tenaga hidrogen, yang berpotensi besar sebagai tenaga baharu kepada kemajuan negara. Pada masa yang sama, ia meningkatkan kesejahteraan masyarakat dan alam sekitar hasil daripada pengurangan pemanasan global serta pembebasan gas rumah hijau di negara ini.

-- BERNAMA

Profesor Madya Dr Rozan Mohamad Yunus ialah Felo Penyelidik Kanan di Institut Sel Fuel, Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), Bangi, Selangor. Kepakaran beliau adalah dalam bidang penerokaan bahan nano untuk aplikasi penghasilan hidrogen.