BATRAI ALAM RAKSASA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF MASA DEPAN

Batrai Alam Raksasa

Batrai dari Air Garam Sebagai Energi Alternatif

Batrai dari air garam adalah artikel yang saya bahas sekarang, namu sebelumnya saya pernah juga membahas tentang energi alternatif dari kincir angin. Prinsipnya masih sama dengan sebelumnya, pada dasarnya energi listrik yang di hasilkan di picu oleh perpindahan elektron dari satu tempat ke tempat lain. Air garam ini mengandung elektrolit yang kalau di alirkan dengan sengaja, (mengunakan perantara) maka akan menghasilkan listrik yang mampu menghidupkan lampu.

Pada dasarnya sebuah baterai terbentuk dari dua elektroda yang berbeda dimasukkan dalam senyawa kimia. Sama pada batrai komersial lainya, yang terdiri dari seng (-) dan karbon (+), serta pasta yang menjadi penghantar elektrolit. Kemudan reaksi kimia antara kedua elektroda tersebut dengan senyawa kimia akan  menghasilkan listrik.

Contoh sederhana bila anda memasukan sebuah batang tembaga dan sebuah batang besi dalam secangkir jus jeruk, ia akan menjadi batrai. Dalam contoh batang tembaga dan besi batang adalah elektroda dan jus jeruk adalah senyawa kimia atau elektrolit. Masalahnya adalah bahwa listrik yang dihasilkan oleh seperti baterai terlalu sedikit dan tidak memiliki penggunaan praktis dan Anda tidak dapat menggunakannya untuk menerangi bola lampu.

Pun demikian batrai yang dapat di buat dari air (garam) asin dapat menerangi bola lampu selama beberapa detik. Setelah lampu mati, ganti air garam tersebut dengan yang baru dan anda akan mendapatkan cahaya kembali. Dengan menambahkan sejumlah kecil hidrogen peroksida Anda bisa mendapatkan lebih banyak cahaya dan cahaya akan bertahan lebih lama.

Yang dibutuhkan adalah:

1. Elektroda Besi
2. Elektroda Magnesium
3. LED
4. Beberapa buah kabel untuk menyalurkan listrik
5. Multimeter (pilihan, hanya untuk mengecek listrik)

Penjelasan ilmiahnya adalah Ketika Besi dan magnesium ditempatkan dalam air, reaksi kimia terjadi beberapa yang berkontribusi terhadap gerakan elektron dari elektroda magnesium terhadap elektroda besi. Selama proses ini elektroda Besi mengoksidasi ke Iron oksida dan elektroda magnesium untuk mengurangi magnesium hidroksida

Listrik dari air asin atau Laut, baterai alam raksasa 

Kabar bagus datang dari Stanford University, AS. Para peneliti dari universitas ini berhasil mengembangkan sumber listrik dari air asin. Ini bisa menjadi terobosan besar di bidang energi alternative terbarukan di masa depan. Air dan garam adalah bahan yang mudah didapat dimana saja.

Prinsip kerja alat penghasil listrik ini mirip dengan kerja baterai konvensional. Alat berteknologi nano ini punya dua kutub electrode, yaitu positif dan negatif. Di dalam air, natrium klorida akan terionisasi menjadi natrium( ion positif) dan klorida (ion negatif). Kutub positif electrode akan menarik ion negatif klorida, sementara kutub negatif menarik ion positif natrium. Perbedaan muatan dari aliran ion-ion inilah yang menciptakan arus listrik. Hasil akhir dari proses ini adalah air yang semula asin menjadi kurang asin. Saat electrode ini telah jenuh dengan natrium dan klorida, ia tidak bisa menarik ion natrium dan klorida lagi. Agar bisa berfungsi kembali, electrode ini cukup dicelupkan ke dalam air murni, maka garam dari electrode ini akan terlepas kembali ke dalam air. Setelah itu electrode tersebut bisa kembali dicelupkan ke dalam air garam yang baru untuk menghasilkan listrik lagi. 

Proses ini mirip dengan desalinisasi (pemurnian) air laut, namun dengan sistem yang dibalik. Pada proses desalinisasi, sistem membutuhkan listrik. Sementara pada baterai air asin ini, sistem menghasilkan listrik.

Sistem pembangkit listrik ini bisa diaplikasikan dalam skala kecil maupun skala besar. Dalam skala besar, pembangkit listrik bisa dibangun, misalnya, di dekat muara. Di tempat ini, air laut yang asin bertemu dengan air tawar dari sungai. Dengan debit air sekitar 50 kubik per detik, pembangkit ini diperkirakan bisa menghasilkan listrik sebesar 100 megawatt.

Namun peneliti dari Yale University mengingatkan, jika dibuat dalam skala besar, pembangkit listrik ini harus di desain ramah lingkungan supaya tidak merusak ekosistem di muara. Jangan sampai urusan listrik membuat kehidupan ikan air tawar di sungai terancam

Selain sebagai sumber makanan, transportasi, pertambangan, dan sumber ornamen perhiasan, ternyata laut juga menyimpan energi yang tak terbatas. Sebagai contoh kecilnya, hempasan mbak air laut dapat digunakan untuk membangkitkan energi listrik dan menjalankan pompa aerasi untuk tambak udang. Berdasarkan perhitungan para ahli, energi yang tersimpan dalam air laut sangat besar. Potensi laut Indonesia saja mampu memenuhi empat kali kebutuhan listrik dunia. Hanya saja, pemanfaatannya di berbagai bidang belum terlaksana dengan baik.

Salah satu contoh pemanfaatan air laut yang cukup unik dilakukan olehSastroamidjojo, Ph.D. Beliau mengalirkan 2 liter air laut Parangtritis ke rangkaian anoda dan katoda yang berupa grafit dan seng. Hasilnya? Percobaannya tersebut mampu menghasilkan listrik bertegangan 1,6 volt. Kemudian, ia memperbesar volume air yang digunakan menjadi 400 liter dan menggunakannya sebagai pengganti asam sulfat dalam aki 12 volt. Ternyata, listrik yang dihasilkan mampu menyalakan lampu mobil lebih terang daripada aki mobil konvensional!

Bagaimana air laut dapat menghantarkan arus listrik?

Air laut merupakan sebuah larutan elektrolit dengan zat terlarut terbesar berupa NaCl (garam dapur). Garam NaCl ini di dalam air terurai menjadi ion Na+ dan Cl-. Adanya ion tersebut menyebabkan air laut mampu menghantarkan arus listrik.

Kekuatan Osmotic 

kekuatan Osmotik adalah sebuah metode yang lebih maju dan canggih untuk membangkitkan energi listrik dari sumber energi yang ada pada kandungan atau konsentrasi garam yang berbeda antara air tawar yang berasal dari sungai dan air laut yang asin. Sebuah penyaring organik , sebuah membran semipermeabel , yang digunakan dalam proses osmotik yang terjadi diantara air yang berbeda kandungan garam.Sebagai membran akan dilewati oleh molekul yang kecil saja , dan air tawar akan menurunkan kadar garam yang ada pada salah satu sisi membran, dimana akan melibatkan garam yang lebih banyak. dan hasilnya adalah berupa tekanan pada sisi yang lain yang dapat digunakan untuk menghasilkan  energi dengan memanfaatkan generator dan turbin .Terdapat dua kunci utama metode untuk menghasilkan energi dengan cara ini.Cara pertama adalah Reverse Electro Dialysis(RED) atau dialisis elektro terbalik dan Pressure-Retarded Osmosis (PRO) atau tekanan osmosis kebelakang,Dimana proses osmosis ini sangat bergantung dengan membran ion yang digunakan.Produk limbah dari proses ini adalah air payau.Teknologi telah dikembangkan untuk tujuan komersil pada beberapa negara seperti Norwegia dan Belanda(wicak).
 

Pemanfaatan energi osmosis ini dilandaskan pada fenomena alam osmosis, yang memungkinkan pohon mengisap air dari daun. Prinsip itu kemudian diterapkan pada pembangkit listrik baru ini dengan menyalurkan air tawar dan air laut yang memiliki kandungan garam tinggi ke bilik yang dipisahkan oleh sebuah membran buatan. Membran tipis itu dapat dilewati air, tapi tak dapat ditembus garam.

Molekul garam dalam air laut menarik air tawar menembus membran, menyebabkan tekanan pada bilik air laut meningkat. Hal itu terjadi karena air mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih tinggi. Tekanan setara dengan tangki air setinggi 120 meter atau sama dengan sebuah air terjun itulah yang digunakan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.
Menteri Perminyakan dan Energi Norwegia Terje Riis-Johansen amat bangga atas peresmian pembangkit listrik tenaga osmosis pertama di dunia itu. “Kami berada di barisan terdepan, dan kami telah membuka sesuatu yang belum pernah dibuka sebelumnya,” ujarnya.
Riis-Johansen pantas berbangga hati atas peresmian pembangkit listrik tenaga osmosis ini. Meski listrik yang dihasilkan prototipe itu baru sebatas untuk menyeduh teh dan kopi, listrik yang diproduksinya ramah lingkungan dan bersih. Berbeda dengan energi alternatif lain, semisal angin dan tenaga surya, tenaga osmosis juga lebih unggul. Sumber energi baru ini menghasilkan listrik yang stabil tanpa terpengaruh kondisi cuaca. “Ini adalah bentuk energi terbarukan yang menghasilkan energi stabil yang dapat diandalkan,” kata Stein Erik Skilhagen, penanggung jawab proyek tersebut di Statkraft.
Pembangkit listrik ini juga bisa dibangun di bawah tanah, misalnya di bawah gedung pabrik atau taman. Kelebihan lain pembangkit energi osmosis ini juga tidak menyebabkan polusi ke atmosfer atau air, dan tidak mempengaruhi flora dan fauna di sungai maupun di dasar laut.
Sebelum Statkraft memanfaatkan tenaga osmosis untuk menghasilkan listrik, fenomena itu hanya digunakan oleh industri untuk mendesalinasi atau menyuling air laut menjadi air tawar. Kini hampir semua negara yang berbatasan dengan laut dapat memanfaatkan energi osmosis ini, karena yang diperlukan hanyalah pertemuan air tawar dan air laut. Asalkan ada sungai yang mengalir ke laut, pembangkit energi osmosis bisa didirikan.
Potensi energi osmosis di seluruh dunia diperkirakan mencapai 1.700 terawatt hour (TWh) per tahun, setara dengan separuh produksi energi Uni Eropa atau sama dengan konsumsi listrik Cina pada 2002.
Masalahnya sekarang adalah membran yang lebih efisien energi. Gagasan untuk menciptakan listrik dari energi osmosis sebenarnya telah muncul pada 1970-an. Namun, membran pada masa itu sangat rendah kemampuannya dan biaya listrik masih murah sehingga tak ada yang mau berinvestasi untuk membuat membran.
Prototipe ini pun dibangun pemerintah Norwegia untuk menguji teknologi osmosis sekaligus mengembangkan membran yang mampu menarik cukup banyak air agar dapat menciptakan tekanan yang efektif sebagai penggerak turbin. Pada saat ini, prototipe pembangkit tersebut hanya dapat memproduksi 2.000-4.000 watt jam per hari atau cukup untuk menyalakan satu kompor saja.
Untuk memperbaiki teknologi membran tersebut, Statkraft bekerja sama dengan lembaga riset dan industri di Norwegia, Jerman, dan Belanda. Pada saat ini, membran yang paling efisien hanya mampu menghasilkan 3 watt per meter persegi sehingga belum memenuhi standar komersial, yakni 5 watt per meter persegi.
Statkraft berharap dapat mulai membangun pembangkit listrik tenaga osmosis komersial pertamanya pada 2015. Rencananya, pembangkit listrik itu memiliki kapasitas hingga 25 megawatt, cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik 10 ribu rumah.

Demikian penjelasan singkat mengenai salah satu energi alternatif yang ada di dunia ini semoga apa yang saya sampaikan dapat bermanfaat untuk kita semua. Jangan Lupa untuk terus kunjungi blog kami we are ENGINEER, blog yang menyajikan berbagai macam ilmu pengetahuan yang pastinya disajikan dalam bentuk yang menarik.

Maha Kuasa Tuhan dengan segala kebesaran-Nya telah menciptakan lautan lebih luas daripada daratan. Jika kita berhasil memanfaatkannya, kita dapat membuat sumber tenaga listrik  yang abadi. Sesungguhnya seluruh kebutuhan listrik di dunia dapat dicukupi dari laut!

Sumber informasi : 
Gabriel, J.F. Fisika Lingkungan. Jakarta : Hipokrates, 2001.

http://arisudev.wordpress.com/2011/12/28/laut-baterai-alam-raksasa/

http://sobatsepeda.wordpress.com/2014/01/25/energi-alternatif-dari-air-garam/#more-2494