Hidrogen dapat juga digunakan sebagai bahan bakar reaktor fusi (masih tahap pengembangan), dan sebagai sumber bahan baku pembuatan HidroCarbon (BBM Sintetis). Kendala utama untuk produksi hidrogen adalah sumber gas alam sendiri adalah sumber energi yang tak dapat diperbaharui, cadangannya pun semakin menipis, dan harganya terus naik, apakah ada cara lain untuk mendapatkan hidrogen? Bagaimana mendapatkannya?

Saat ini, salah satu cara yang lazim dipakai untuk menghasilkan hidrogen adalah dengan elektrolisis air. Hasil yang akan diperoleh dari proses ini adalah gas hidrogen di bagian katoda, dan gas oksigen di bagian anoda. Meskipun demikian, elektrolisis masih terkendala oleh biaya yang sangat mahal karena proses ini menghabiskan energi listrik yang sangat besar, sehingga tidak komersial.  Dengan demikian perlu dicari cara lain untuk menghasilkan hidrogen yang dapat bernilai komersial. Apakah ada cara lainnya? Ada, yaitu dengan Natrium/Sodium.

Natrium banyak tersedia dan melimpah jumlahnya di lautan sebagai garam NaCl. Natrium termasuk golongan logam alkali yang sangat reaktif, biaya produksi natrium pada tahun 1997 adalah US$ 0.30/kg – US$0.45/kg, cukup murah. Pada kondisi standar, logam natrium jika direaksikan dengan air akan menghasilkan gas hidrogen dengan reaksi sebagai berikut:

2Na + 2H₂O    →      2NaOH + H₂ …………………………..(1) Eksotermal

2H₂ + O₂ →       2H₂O ……………………………….(2) Autoignition

Reaksi tersebut bersifat sangat eksotermal (menghasilkan panas), sehingga gas hidrogen secara otomatis akan terbakar, ini disebabkan karena gas hidrogen mengalami proses autoignition akibat perpindahan panas dari reaksi ke lingkungan. Yang menjadi pertanyaan adalah, apakah mungkin gas hidrogen dari reaksi ini dipanen? Jawabnya mungkin.

Gas Hidrogen memiliki Flammability Limit dengan kisaran volume 4 – 75 % di udara, dan memiliki Autoignition Point pada suhu 585 ⁰C, reaksi pembakaran selalu membutuhkan oksigen, begitu juga dengan Hidrogen, dengan reaksi sebagai berikut:

2H₂ + O₂ →      2H₂O ……………………………….(3)

Proses Autoignition Hidrogen pada reaksi Natrium dengan Air dapat dicegah dengan cara menyingkirkan oksigen pada sistem tertutup sehingga Flammability Limit dan Autoignition tidak berlaku, bagaimana caranya? Dengan metode ruang hampa dan penggurahan oleh gas inert (Nitrogen).

Nitrogen memiliki titik didih pada -195.79 ⁰C, pada kondisi cair nitrogen memilki temperatur di bawah – 195.79 ⁰C. Pelepasan gas nitrogen secara cepat ke dalam sistem tertutup dapat menggantikan posisi oksigen. Pada kondisi standar, suhu kamar 25 ⁰C, Nitrogen cair akan mendidih dengan sangat cepat, tuangkan nitrogen cair (temperatur < – 196 ⁰C) dari tabungnya ke dalam wadah logam (yang bersuhu + 25 ⁰C), maka nitrogen cair akan mendidih dengan sangat cepat namun tidak lama, bisa ditambahkan air agar lebih lama mendidihnya,  gas inilah yang akan dimanfaatkan untuk menyingkirkan oksigen (purging).

Pada saat kondisi sistem (tertutup) telah dihampakan (vacum), segera isi dengan gas nitrogen, kemudian reaksikan natrium dengan air, akan menghasilkan gas hidrogen dan natrium hidroksida (produk samping). Karena berada pada kondisi inert, reaksi autoignition hidrogen dapat dicegah, sekalipun efek eksotermal terus terjadi. Karena berat atom hidrogen = 1, maka hidrogen akan selalu mengisi ruang yang paling atas, difusifitasnya pun sangat cepat, tidak lupa juga hidrogen harus melewati kondensor agar temperaturnya turun (akibat proses eksotermal), setelah dingin dapat dikumpulkan dan dikompresi lalu hidrogen siap dipanen, sehingga proses ini memungkinkan untuk dilakukan.

Cara lain untuk menurunkan efek eksotermalnya, sebelum direaksikan natrium dicelupkan dulu ke nitrogen cair ( < – 195.79 ⁰C), baru kemudian direaksikan dengan air, diharapkan efek eksotermalnya sedikit berkurang karena temperatur natrium yang berada pada kisaran – 195 ⁰C.

Selain itu produk sampingnya yang berupa NaOH memiliki nilai jual juga sebagai basa kuat yang sangat diperlukan sebagai bahan baku beberapa industri hulu, sehingga proses ini sangat menguntungkan.

Donny Jaya

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_anorganik/dekomposisi-hidrogen-dari-air-dengan-natrium/