Gas hidrogen sebagai bahan bakar menjadi topik yang menarik untuk dikembangkan karena kandungan energi per-massanya jauh lebih besar?dari?pada bahan bakar fosil dan tidak menghasilkan polutan yang menyebabkan terjadinya efek rumah kaca. Kandungan energi untuk hidrogen adalah 120 - 142 MJ/kg. Sedangkan untuk metana 50 MJ/kg, etanol 26.8 MJ/kg dan bensin 44 MJ/kg. Hidrogen dapat diproduksi dengan menggunakan beberapa metode atau proses yang berbeda, di antaranya metode elektrolisis, steam reforming, proses termokimia, biofotolisis dan proses fermentasi gelap. Salah satu metode termokimia adalah proses gasifikasi biomassa dengan produk syngas yang mengandung gas hidrogen sekitar 50%. Kelebihan dari proses gasifikasi biomassa ini adalah dapat memanfaatkan biomassa seperti limbah hasil pengolahan perkebunan atau pertanian untuk dikonversi menjadi syngas (synthetic gas).??Dalam penelitian ini biomassa yang digunakan berupa arang kayu. Penggunaan gas hidrogen sebagai bahan bakar umumnya dikonversi menjadi energi listrik menggunakan alat sel tunam (fuel cell). 

Dalam beberapa tahun terakhir kecenderungan masyarakat dunia dan politik terhadap isu-isu lingkungan dan keamanan energi telah mengarah pada promosi sumber daya energi terbarukan yang bersih. Hidrogen, sebagai sumber energi bersih memiliki banyak karakteristik yang menarik seperti ramah lingkungan, produksi yang dapat diperbaharui, energi spesifik yang besar, sumber daya yang melimpah, dan regenerasi yang mudah. Dengan demikian hidrogen dianggap sebagai sumber energi terbersih dan paling menjanjikan di abad ke-21. Umumnya gas hidrogen diperoleh dari proses elektrolisis air, steam reforming dari senyawa hidrokarbon, konversi termokimia, dan proses gasifikasi. Dan saat ini yang menjadi fokus penelitian adalah produksi gas hidrogen dengan memanfaatkan sumber energi terbarukan berasal dari biomassa dan yang lainnya untuk mengurangi permasalahan lingkungan.

Biomassa atau bioenergi merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dapat memainkan peran penting dalam bauran energi yang lebih beragam dan berkelanjutan. Limbah industri dan perkotaan sering juga dianggap sebagai biomassa karena tingginya persentase limbah makanan dan serat. Penggunaan biomassa untuk dikonversi menjadi listrik sudah lama berkembang dengan cara proses pembakaran langsung biomassa ke dalam boiler untuk menghasilkan uap air bertekanan yang digunakan untuk menggerakkan turbin uap. Teknologi ini sudah mapan namun masih jauh dari ideal untuk bahan bakar biomassa karena pembangkit turbin uap merupakan generator yang tidak efisien dengan biaya modal yang tinggi. Peningkatan efisiensi dan penurunan biaya modal dapat dicapai jika bahan baku biomassa padat terlebih dahulu diubah menjadi bahan bakar gas berupa syngas. Proses konversi termokimia yang mengubah biomassa padat menjadi bahan bakar gas melalui reaksi antara biomassa padat pada suhu tinggi disebut dengan proses gasifikasi.

Produk syngas merupakan gabungan beberapa gas seperti H2, COx, dan NOx yang dapat secara langsung dapat digunakan sebagai bahan bakar gas. Namun untuk gas COx dan NOx ini berbahaya bagi lingkungan karena dapat menyebabkan terjadinya efek rumah kaca dan hujan asam. Oleh karena itu diperlukan sistem gasifikasi yang menghasilkan kadar gar hidrogen lebih besar dan selanjutnya dikembangkan sistem pemurnian gas hidrogen dan metode penyimpanannya. Dari beberapa literatur diketahui untuk meningkatkan kadar hidrogen adalah dengan penggunaan biomassa dengan kadar karbon yang tinggi dan penambahan uap air dalam proses gasifikasi.

Proses pembakaran adalah satu-satunya proses eksotermik dari lima proses yang membentuk proses gasifikasi. Dengan demikian semua panas pada pengeringan, pirolisis, dan reduksi berasal dari proses pembakaran, atau diperoleh kembali secara tidak langsung dari pembakaran melalui proses perpindahan panas. Pemecahan (cracking) adalah proses termal di mana bahan baku dengan berat molekul tinggi didekomposisi menjadi produk dengan berat molekul lebih rendah. Proses ini sangat penting untuk menghasilkan produk gas yang kompatibel dengan peralatan pembakaran dan juga diperlukan untuk memastikan pembakaran yang tepat karena pembakaran sempurna hanya terjadi ketika gas yang mudah terbakar bercampur sempurna dengan oksigen. Di sisi lain, reduksi adalah proses penghilangan atom oksigen dari produk pembakaran untuk memastikan bahwa gas produk mudah terbakar. Dengan demikian, pembakaran dan reduksi merupakan reaksi yang sama besar dan berlawanan arah yang terjadi secara bersamaan, dalam suatu bentuk kesetimbangan dinamis, dengan gerakan bolak-balik yang berulang-ulang antara kedua proses tersebut. Reaksi kimia yang terjadi pada proses reduksi adalah sebagai berikut (Sansaniwal, 2017).

C    +  CO2   --> 2CO                              

C    +  H2O  --> CO   +  H2        

CO  +  H2O  --> CO2  +  H2

Dari reaksi termokimia di atas gas hidrogen terbentuk bersamaan dengan gas CO dan CO2 sehingga selalu dalam produksi syngas akan mengandung dua gas tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan proses pemurnian gas hidrogen dari produksi syngas yang terbentuk dari hasil proses gasifikasi biomassa. 

Kemampuan:

1. Instrumentasi

2. Analisis sistem

3. Menggambar teknik

• Penyelesaian permasalahan memerlukan pengetahuan keteknikan yang mendalam.