Hydrogen Production Using Nuclear Energy : A Future Energy Source and Carrier

Hidrogen dihasilkan dari cracking gas metana dengan menggunakan bantuan katalis nikel. Pada proses ini terjadi dua reaksi, reaksi pertama adalah reaksi endotermal yang menghasilkan CO dan H2 sedangkan pada reaksi kedua adalah reaksi eksotermal (shift reaction) yang menghasilkan gas CO2 dan H2. Selanjutnya dilakukan pemisahan dan pemurnia untuk medapatkan hidrogen kemurnian tinggi. PLTN yang digunakan pada proses ini adalah PLTN tipe RST berpendingin gas helium.

2. Elektrolisis

Elektrolisis merupakan pemisahan air menggunakan listrik yang dialirkan melalui suatu sel dengan dua elektroda yang mengandung larutan elektrolit. Reaksi dasar elektrolisis ditunjukkan oleh Gambar 3.

hyd3-jpg-599d9f8208e6ba28993072b2.jpg

Gambar 3. Reaksi elektrolisis air
Sumber : Siti dan Erlan,2008

Elektroda terdiri dari katoda dan anoda yang ditempatkan dalam larutan elektrolit sehingga terjadi perpindahan elektron. Hidrogen akan terbentuk pada katoda dan oksigen akan terbentuk pada anoda. Proses ini berlangsung pada temperatur 25oC dan tekanan atmosfer dengan tegangan 1,23 V. PLTN yang digunakan pada proses ini adalah PLTN tipe RST. Skema proses elektrolisis menggunakan energi nuklir ditunjukkan oleh Gambar 4.

hyd4-jpg-599d9f8b5ffe1f6a027d2b42.jpg

Gambar 4. Skema proses elektrolisis menggunakan energi nuklir
Sumber : Siti dan Erlan, 2008

3. Termokimia siklus sulfur-iodine

Siklus sulfur-iodine (S-I) yaitu proses produksi hidrogen secara termokimia dengan memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen pada temperatur tinggi. Proses ini sama efisiennya dengan elektrolisis yakni tidak menghasilkan CO2. Skema reaksi kimia proses S-I dijelaskan pada Gambar 5.

hyd5-jpg-599d9fa639a5010a4a7bf5e2.jpg

Gambar 5. Reaksi kimia pada proses S-I
Sumber : Siti dan Erlan, 2008

Secara teroitis, reaktan yang hanya perlu ditambahkan pada proses ini adalah air. Pada proses S-I terjadi tiga reaksi kimia, reaksi pertama yaitu dekomposisi asam sulfat (H2SO4) yang menghasilkan H2O, SO2 dan O2. SO2 yang dihasilkan digunakan kembali untuk reaksi kedua antara H2O, SO2 dan I2. Pada reaksi kedua menghasilkan HI dan H2SO4. Pada reaksi ketiga terjadi dekomposisi HI yang menghasilkan H2 dan I2. PLTN yang digunakan pada proses ini adalah PLTN tipe VHTR 50 MW. Skema siklus S-I menggunakan energi nuklir dijelaskan oleh Gambar 6.

hyd6-jpg-599d9fb908e6ba2bba29f2a2.jpg

Gambar 6. Skema proses siklus S-I menggunakan energi nuklir
Sumber : Siti dan Erlan, 2008