Kemajuan Terkini dan Analisis Tekno-Ekonomi Liqiud Organic Hydrogen Carriers (LOHCs) untuk Ekspor Energi Terbarukan

   

   Hidrogen, sebagai pembawa energi bebas karbon utama, menghadapi tantangan dalam penyimpanan dan transportasi. Namun, pembawa hidrogen organik cair (LOHC) menghadirkan solusi yang menjanjikan untuk menyimpan dan mengangkut hidrogen pada suhu sekitar dan tekanan atmosfer. Tidak seperti pembawa energi sirkular seperti metanol, amonia, dan gas alam sintetis, LOHC tidak menghasilkan produk sampingan selama pemulihan hidrogen. LOHC hanya bertindak sebagai pembawa hidrogen dan pembawa tersebut juga dapat didaur ulang untuk digunakan kembali. LOHC dapat membantu menghindari biaya modal yang terkait dengan infrastruktur, seperti kapal pengangkut, sekaligus mengurangi kehilangan hidrogen selama transportasi. Hidrogen (H ₂ ) adalah pilar utama dari strategi transisi energi rendah karbon, yang menawarkan cara unik untuk menyimpan, mengubah, dan mengangkut energi terbarukan. Hidrogen dapat dibebaskan melalui jalur reaksi dari media hidrogen seperti bahan bakar cair sintetis seperti metanol, asam format , metana cair dan amonia, turunannya, dan pembawa yang dapat didaur ulang seperti pembawa hidrogen organik cair (LOHC). Proses hidrogenasi dan dehidrogenasi sistem LOHC bersifat reversibel, memungkinkan reaksi cepat tanpa konsumsi pembawa itu sendiri dan secara teoritis, hanya hidrogen yang dilepaskan selama langkah dehidrogenasi . Selain itu, keuntungan lain dari LOHC adalah bahwa sifat-sifatnya biasanya seperti bahan bakar cair seperti solar dan bensin. Sistem LOHC memungkinkan H ₂ dilepaskan pada waktu dan lokasi yang diperlukan berdasarkan permintaan energi relatif.

   Dehidrogenasi LOHC bersifat endotermik dan lebih disukai pada suhu tinggi. Konversi kesetimbangan dapat dicapai dengan suhu reaksi dalam kisaran 250–375 °C tergantung pada reaktan, katalis, dan sistem reaktor yang digunakan. Untuk menyediakan entalpi dehidrogenasi sikloalkana pada suhu tertentu, panas tambahan diperlukan untuk dipasok baik dari sumber daya lain seperti panas buangan proses, gas alam, listrik, atau hidrogen yang dihasilkan, yang mengakibatkan pengurangan kapasitas penyimpanan efektif sistem LOHC. Pengaturan penyimpanan LOHC stasioner yang canggih saat ini menerapkan reaktor hidrogenasi dan dehidrogenasi terpisah dengan reaktor hidrogenasi yang beroperasi pada suhu rendah/tekanan tinggi dan reaktor dehidrogenasi yang beroperasi pada suhu tinggi/tekanan rendah untuk memaksimalkan gaya penggerak termodinamika untuk reaksi masing-masing.  Sistem LOHC terdiri dari pasangan senyawa organik yang rendah hidrogen dan kaya hidrogen yang menyimpan hidrogen melalui siklus hidrogenasi dan dehidrogenasi katalitik yang berulang. Sementara penanganan hidrogen dalam bentuk LOHC memungkinkan penggunaan infrastruktur yang ada untuk bahan bakar, hal itu juga membangun kepercayaan publik yang ada dalam menangani pembawa energi cair. Berbeda dengan penyimpanan hidrogen melalui hidrogenasi gas, seperti CO2 _atau N2 _, pelepasan hidrogen dari sistem LOHC menghasilkan hidrogen murni setelah kondensasi senyawa pembawa dengan titik didih tinggi.

   Campuran LOHC dalam sistem yang terdiri dari isomer menurunkan titik leleh campuran. Namun, analisis sifat toksikologi campuran menjadi sangat sulit karena senyawa ini tidak larut dalam air. Namun, campuran isomer ini berinteraksi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan produksi dalam skala besar dan dengan demikian, menunjukkan sedikit efek pada sistem. Selain itu, LOHC ini dapat terdiri dari pengotor substrat dan campuran senyawa yang dihidrogenasi hingga tingkat yang berbeda. Selain itu, proses daur ulang mendegradasi senyawa hingga tingkat yang cukup besar. Konsentrasi senyawa hidrofobik yang tepat harus diperhitungkan dalam struktur LOHC yang diusulkan untuk mencegah toksisitas kronis pada organisme hidup. Dengan demikian, LOHC dengan toksisitas paling rendah harus diperhitungkan, dengan memperhatikan masalah lingkungan.