Memahami Cara Kerja Mobil Hidrogen Toyota Mirai yang Emisinya Air

Mobil hidrogen (FCEV) Toyota Mirai di Kota Paris. Foto: Toyota

Bicara teknologi elektrifikasi, jangan lewatkan jenis Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) yang menggunakan hidrogen sebagai sumber energi. Meskipun adopsinya masih sedikit, teknologi ini lebih ramah lingkungan lantaran emisi yang dihasilkan berupa air atau H20.

Mengapa bisa demikian?

Beda dari mobil konvensional yang menggunakan tangki bahan bakar atau mobil listrik dengan baterai berukuran besar, FCEV menggendong tabung hidrogen bertekanan. Salah satunya Toyota Mirai yang kapasitasnya bisa memuat 6 kilogram hidrogen dalam pengisian penuh.

Mobil FCEV Toyota Mirai cut body di GIIAS 2024. Foto: Aditya Pratama Niagara/kumparan

Pengisian ulangnya juga terbilang relatif singkat sekitar 3-5 menit sampai penuh. Intinya tidak membutuhkan waktu lama sampai akhirnya bisa melanjutkan perjalanan kembali.

Lebih lanjut saat hidrogen terisi ke tabung, selanjutnya akan mengalami reaksi kimia, antara gas hidrogen dengan udara melalui panel yang disebut sebagai fuel cell stack.

"Jadi untuk oksigen enggak perlu tabung oksigen, itu diambil dari udara karena isi udara itu oksigen 21 persen dan nitrogennya 79 persen," terang Peneliti Teknik Elektrokimia Institut Teknologi Bandung (ITB) Hary Devianto di Toyota Motor Manufacturing Indonesia Karawang Plant, Senin (14/4).

Toyota Mirai Terbaru. Foto: dok. Toyota

Kemudian komponen fuel cell stack tadi berisikan blok fuel cell unit yang terdiri dari struktur katoda, elektrolit, maupun anoda, serta fuel cell power control sebagai 'pusat' kendali asupan tekanan hidrogen yang dibutuhkan.

Untuk bisa terjadi reaksi kimia, oksigen dari luar mobil dimasukkan ke fuel cell unit. Pada saat yang sama, fuel cell power control juga menyuplai hidrogen dari tangki ke komponen yang sama.

Keduanya direaksikan melalui membran polimer elektrolit yang memiliki katub anoda dan katoda. Hidrogen dialirkan melalui anoda untuk memecah molekulnya atau ionisasi menjadi elektron dan ion hidrogen (proton).

Mobil FCEV Toyota Mirai cut body di GIIAS 2024. Foto: Aditya Pratama Niagara/kumparan

Sementara itu aliran elektron yang mengalir lewat membran tersebut akan menghasilkan listrik, yang kemudian dialirkan fuel cell stack ke motor listrik guna menggerakkan roda. Adapun ion hidrogen akan bereaksi dengan hidrogen melalui katoda dan menghasilkan H2O atau air.

"Oksigen dari udara itu masuk ketemu dengan hidrogen tadi menghasilkan H20, nah H20 itu yang nanti netes-netes. Kalau akselerasi, motornya makin cepat konsekuensinya elektron makin cepat bergeraknya, kalau makin cepat konsumsi hidrogen makin tinggi juga," lanjut Hary.

Perlu diingat selain tangki hidrogen, FCEV tetap mengandalkan baterai untuk menyimpan listrik dari proses regenerative braking, atau lebihan elektron yang dihasilkan dari fuel cell stack yang terus bekerja.

Ketika baterai terisi cukup, dioptimalkan sebagai sumber daya saat akselerasi ringan. Ketika beban kerja motor meningkat, selanjutnya fuel cell power control akan meminta asupan dari hidrogen.

"Makanya konsep baterai dan fuel cell itu saling melengkapi. Kalau idling lebih baik baterai saja, irit kan? Energinya nggak perlu besar-besar. Dengan fuel cell ini makanya prioritasnya ke arah heavy duty atau long distance," pungkasnya.

***

kumparan New Energy Vehicle Summit 2025 akan digelar pada Selasa, 6 Mei 2025, di MGP Space, SCBD Park.

Forum diskusi ini menghadirkan para pemangku kepentingan, termasuk pemimpin industri, profesional, dan perwakilan pemerintah, untuk berdiskusi serta berbagi wawasan mengenai masa depan industri otomotif berkelanjutan.

Daftar sekarang di: kum.pr/nev2025.