Bahan bakar ke angkasa luar

DALAM Teleskop Lalu, telah dibicarakan sel bahan bakar secara umum. Kini kita membicarakan desainnya, yang keluar dalam berbagal bentuk dan ukuran. Ada yang sebesar tong sampah, ada pula yang hanya seukuran jari telunjuk. Jika hendak diklasifikasikan, akan terlihat empat tipe utama yang meliputi jangkauan temperatur 50"C- I .000C. Keempat tipe itu diklasifikasikan berdasarkan elektrolitnya: alkalin, asam, garam encer, dan oksida padat. Sel bahan bakar pertama diciptakan seorang Inggris, William Groove, 1839. Tetapi, sejak dilahirkan, sel bahan bakar tidak pernah berhasil menarik perhatian dunia industri. Perhatian baru terasa ketika lembaga ruang angkasa AS (NASA) dihadapkan pada persoalan menyuplai listrik dan air untuk antariksawan awak Gemini V NASA memilih sel bahan bakar yang menggunakan alkalin sebagai elektrolit. Sejak itu, sel tipe tersebut mencatat rekor yang menakjubkan: 10 ribu jam beroperasi pada 14 misi Apollo, tiga misi Skylab, dan satu misi gabungan Apollo dan Soyuz. Versi terakhir yang didesain United Technology Corporation (UTC) untuk pesawat ulang alik AS merupakan tipe lama, dengan sejumlah pembaruan dan perbaikan. Sel tersebut sama beratnya dengan yang dipakai Apollo, dengan pembangkitan listrik delapan kali lebih besar. Semua pesawat ulang alik dilengkapi tiga sel bahan bakar. Setiap sel dapat menghasilkan 16 kilowat listrik pada beban puncak. Hidrogen dan oksigen, yang merupakan reaktan, disimpan secara kriogenik. Dalam misi tujuh hari, sel bahan bakar tersebut membutuhkan 1.500 pon hidrogen dan oksigen, dan akan menghasilkan + 703 liter air minum. Efisiensi sel-sel alkalin bisa mencapai 70%. Namun, karena elektrolit hidroksida kalium mudah dicemari oleh persenyawaan karbon, alkalin kurang menarik dunia industri. Sel-sel alkalin membutuhkan hidrogen dan oksigen murni, sehingga jaIuhnya sangat mahal. Kebetulan saja NASA tidak terlalu memusingkan biaya tinggi, asal bisa mengurangi bobot. Sel yang banyak menarik perhatian ialah sel asam fosfor. UTC kini meneoba mengecilkan ukuran sel asamnya, dan dengan demikian mengurangi biaya. Di samping itu, para peneliti juga mencoba menemukan asam super, yang secara elektrokimia bersifat lebih aktif dari asam fosfor. Dengan asam sedemikian, laju panas pembangkit diharapkan bisa turun sebanyak 7.000 BTU/kWhr. Asam super itu mungkin dalam bentuk asam fosfonik, tanpa banyak mengubah desain lama. Tetapi, hingga kini, belum dapat diproduksikan asam fosfonik dalam jumlah besar. Asam itu baru dihasilkan terbatas di laboratorium. Suhu beroperasi yang rendah bagi sel asam (170C-1.000C) membuat ia sangat menarik untuk dikaji lebih jauh, terutama untuk sel karbonat cair. Sel tipe itu menarik oleh pelbagai alasan. Misalnya, pada suhu kerja 700C, tidak lagi diperlukan katalisator untuk mempercepat reaksi sel elektrokimia. Logam platina, yang digunakan didalam sel dan sangat mahal, dengan demikian juga tidak diperlukan. Sel karbonat juga lebih efisien (55%) ketimbang sel asam fosfor (40% ). Uap panas yang dihasilkannya bisa dipakai untuk menyuplai panas proses, atau barangkali untuk membangkitkan listrik lebih banyak dalam siklus turbin mendasar. Perkembangan sel karbonat cair sangat lambat, terutama oleh kendala bahan yang diperlukan, misalnya tahan karat. Para ahli sepakat, sel karbonat belum bisa dioperasikan secara komersial, paling tidak dalam satu dasawarsa lagi. Sel oksida padat beroperasi pada suhu lebih tinggi, sekitar 1.000C. Tetapi, desainnya sangat sederhana. Karena merupakan peralatan fasa padat (solid-state device), ia tidak memerlukan perawatan. Tetapi, material yang dipakai harus stabil pada suhu tinggi, dan harus sesuai dengan koefisien pemuaian. Jika tidak, lapisan keramiknya rusak. Tidak banyak material yang memenuhi syarat itu. Karena akhirnya sel padat itu kecil, tenaganya juga rendah. M. T. Zen