Kawasaki Kembangkan Teknologi Hidrogen Cair untuk Motor

Kawasaki terus melanjutkan ambisinya dalam menghadirkan sepeda motor berbahan bakar hidrogen. Upaya ini menjadi salah satu langkah penting dalam mencari alternatif selain bahan bakar fosil dan listrik. Namun, pengembangan tersebut tidak berjalan mulus karena menghadapi tantangan besar, terutama pada ukuran tangki bahan bakar.

Secara teori, hidrogen memiliki keunggulan dari sisi energi. Jika dihitung berdasarkan massa, hidrogen mampu menghasilkan sekitar 120 megajoule per kilogram. Angka ini tiga kali lebih tinggi dibandingkan bensin. Meski demikian, masalah muncul saat energi dihitung berdasarkan volume. Bahkan dalam kondisi terkompresi hingga 700 bar, hidrogen hanya memiliki sekitar 5,6 megajoule per liter. Sebagai perbandingan, bensin mampu mencapai 32 megajoule per liter.

Perbedaan ini membuat kebutuhan ruang penyimpanan hidrogen menjadi jauh lebih besar. Untuk menyamai energi dari tangki bensin 4 galon, sepeda motor hidrogen membutuhkan kapasitas sekitar 24 galon. Artinya, ukuran tangki bisa mencapai enam kali lipat lebih besar. Bentuk tangki pun tidak fleksibel karena harus dibuat silinder atau bola agar mampu menahan tekanan tinggi. Hal ini menyulitkan proses desain motor agar tetap proporsional dan ergonomis.

Kondisi tersebut menjadi alasan mengapa prototipe motor hidrogen supercharged milik Kawasaki memiliki dimensi besar. Bahkan dengan ukuran tersebut, jarak tempuhnya masih dianggap belum ideal.

Sebagai solusi, Kawasaki mulai melirik penggunaan hidrogen cair. Teknologi ini menawarkan kepadatan energi lebih tinggi dibandingkan hidrogen terkompresi. Dalam bentuk cair, hidrogen memiliki energi sekitar 8,5 megajoule per liter. Walau masih di bawah bensin, angka ini jauh lebih baik dibandingkan versi gas bertekanan tinggi.

Penggunaan hidrogen cair juga mengurangi kebutuhan tekanan ekstrem dalam tangki. Namun, tantangan baru muncul dalam hal penyimpanan suhu. Hidrogen harus dijaga pada temperatur sangat rendah, yakni sekitar -423°F atau setara -253°C agar tetap berada dalam bentuk cair. Oleh karena itu, tangki harus dilengkapi sistem insulasi khusus. Bentuknya tetap cenderung bulat atau oval untuk meminimalkan luas permukaan serta menjaga suhu tetap stabil.

Selain masalah penyimpanan, Kawasaki juga menghadapi kendala pada sistem distribusi bahan bakar. Pada hidrogen bertekanan tinggi, aliran bahan bakar bisa langsung terjadi karena tekanan dalam tangki mencapai 700 bar. Namun pada hidrogen cair, tekanan tersebut tidak tersedia secara alami.

Untuk mengatasi hal ini, Kawasaki mengembangkan sistem pompa bahan bakar khusus melalui paten terbaru. Desain tersebut menggunakan dua pompa. Pompa pertama berupa unit putar (rotary pump), sedangkan pompa kedua berbentuk piston tambahan terintegrasi dalam mesin.

Dalam ilustrasi paten, terlihat konfigurasi mesin menyerupai lima silinder segaris. Padahal sebenarnya itu merupakan mesin empat silinder dengan satu silinder tambahan berfungsi sebagai pompa. Bahkan terdapat juga konsep mesin V-8 dengan dua silinder tambahan sehingga tampak seperti V-10.

Sistem kerjanya dimulai dari tangki penyimpanan hidrogen cair. Bahan bakar kemudian dialirkan ke vaporizer untuk meningkatkan suhu hingga berubah menjadi gas. Setelah itu, hidrogen masuk ke pompa putar sebelum diteruskan ke pompa piston. Pompa terakhir inilah yang meningkatkan tekanan hingga sekitar 1.500 psi atau lebih, sehingga memungkinkan proses injeksi langsung ke ruang bakar.

Teknologi ini dinilai mampu mengatasi salah satu kelemahan utama hidrogen cair. Meski begitu, tantangan besar masih tersisa, terutama dalam menjaga suhu bahan bakar agar tetap stabil. Pengalaman BMW saat mengembangkan mobil hidrogen pada periode 2005 hingga 2007 menunjukkan bahwa hidrogen cair memang lebih efisien sekitar 75 persen dibandingkan versi gas. Namun, bahan bakar tersebut tetap mengalami penguapan dalam waktu 10 hingga 12 hari, bahkan dengan sistem insulasi terbaik.

Secara konsep, penggunaan hidrogen pada mesin pembakaran memiliki daya tarik besar. Emisi yang dihasilkan sangat rendah, dengan gas buang utama berupa uap air. Hal ini menjadikannya salah satu solusi potensial untuk masa depan otomotif ramah lingkungan.

Namun untuk saat ini, teknologi tersebut masih menghadapi berbagai keterbatasan, khususnya dalam penerapan pada sepeda motor. Faktor efisiensi, ukuran komponen, serta daya tahan penyimpanan menjadi hambatan utama. Dengan kondisi tersebut, hidrogen cair masih membutuhkan waktu sebelum benar-benar bisa menjadi alternatif praktis bagi bensin maupun kendaraan listrik. (BGX/ODI)

Sumber: Cycleworld

Baca Juga:

Yamaha dan Kawasaki Berkolaborasi untuk Membuat Mesin Hidrogen

Kawasaki Bermitra dengan Toyota untuk Kembangkan Mesin Hidrogen

Kawasaki KLE500 Meluncur di Indonesia, Adventure Bike Bergaya Rally dengan Harga Terjangkau