Sumber ilustrasi: Unsplash
11 Mei 2026 15.45 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [11.05.2026] Produksi hidrogen hijau dianggap sebagai salah satu solusi penting untuk transisi energi bersih dunia. Hidrogen dapat diproduksi dengan memecah air menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan listrik dari sumber energi terbarukan seperti tenaga surya atau angin. Akan tetapi, salah satu hambatan terbesar dalam teknologi tersebut adalah masalah material. Elektroliser yang digunakan untuk memproduksi hidrogen harus mampu bertahan dalam lingkungan ekstrem dengan tegangan tinggi, air asin, ion klorida, serta korosi yang sangat agresif. Material yang mampu bertahan biasanya menggunakan titanium berlapis logam mulia seperti platinum atau emas, namun biaya produksi material tersebut sangat mahal untuk penggunaan industri skala besar.
Dalam sebuah penelitian terbaru dari University of Hong Kong (HKU), para ilmuwan mengembangkan jenis baja tahan karat baru yang mampu bertahan dalam kondisi ekstrem tersebut. Material bernama SS-H2 tersebut dikembangkan oleh tim yang dipimpin Profesor Mingxin Huang dari Departemen Teknik Mesin HKU. Studi yang dipublikasikan di jurnal Materials Today tersebut menunjukkan bahwa SS-H2 memiliki ketahanan korosi yang jauh melampaui baja tahan karat konvensional dan bahkan dapat digunakan dalam sistem produksi hidrogen berbasis air laut.
Penelitian tersebut merupakan bagian dari proyek jangka panjang “Super Steel” yang dipimpin Huang. Program penelitian tersebut sebelumnya telah menghasilkan baja tahan karat anti-COVID-19 pada tahun 2021 serta Super Steel ultra kuat dan ultra tangguh pada tahun 2017 dan 2020. Pengembangan SS-H2 menjadi salah satu langkah terbaru dalam upaya menciptakan material logam dengan performa ekstrem untuk kebutuhan industri masa depan.
Air laut menjadi target penting dalam produksi hidrogen hijau karena jumlahnya sangat melimpah. Berbagai penelitian elektrolisis air laut selama beberapa tahun terakhir terus menunjukkan bahwa teknologi tersebut berpotensi menjadi solusi energi berkelanjutan. Namun lingkungan air laut menghadirkan tantangan besar berupa korosi cepat, pembentukan klorin dari reaksi samping, degradasi katalis, endapan mineral, serta rendahnya daya tahan sistem dalam jangka panjang.
Dalam praktik industri saat ini, komponen struktural untuk elektroliser umumnya menggunakan titanium berbasis logam mulia karena ketahanan korosinya sangat tinggi. Akan tetapi biaya material tersebut menjadi salah satu komponen terbesar dalam pembangunan sistem produksi hidrogen. Pada sistem elektrolisis PEM berkapasitas 10 megawatt, total biaya dapat mencapai sekitar HK$17,8 juta dan lebih dari setengah biaya tersebut berasal dari komponen struktural.
Tim HKU memperkirakan bahwa penggunaan SS-H2 dapat memangkas biaya material struktural hingga sekitar 40 kali lebih murah dibandingkan material titanium konvensional. Potensi pengurangan biaya tersebut dianggap sangat penting karena harga produksi masih menjadi hambatan utama dalam pengembangan ekonomi hidrogen global.
Analisis penelitian menunjukkan bahwa baja tahan karat biasa sebenarnya memiliki mekanisme perlindungan alami melalui unsur kromium. Ketika kromium teroksidasi, unsur tersebut membentuk lapisan pasif tipis yang melindungi baja dari korosi. Namun perlindungan tersebut memiliki keterbatasan pada tegangan listrik tinggi. Pada kondisi ekstrem seperti produksi hidrogen, lapisan kromium dapat rusak dan berubah menjadi senyawa yang larut sehingga korosi kembali terjadi.
Bahkan baja tahan karat super seperti 254SMO yang terkenal sangat tahan terhadap korosi air laut tetap gagal bertahan dalam lingkungan elektrokimia ekstrem pada produksi hidrogen. Kondisi tersebut mendorong tim HKU untuk mencari pendekatan baru yang berbeda dari desain baja tahan karat konvensional.
Tim peneliti kemudian mengembangkan strategi yang disebut “sequential dual-passivation.” Strategi tersebut memungkinkan SS-H2 membentuk dua lapisan perlindungan sekaligus. Lapisan pertama merupakan lapisan oksida kromium seperti pada baja tahan karat biasa. Setelah tegangan meningkat hingga sekitar 720 mV, lapisan kedua berbasis mangan terbentuk di atas lapisan pertama dan memperkuat perlindungan baja hingga mencapai tegangan ultra tinggi sekitar 1700 mV.
Temuan tersebut mengejutkan para peneliti karena mangan selama ini dianggap merusak ketahanan korosi baja tahan karat. Pandangan umum dalam ilmu korosi menyatakan bahwa kandungan mangan justru melemahkan perlindungan material terhadap lingkungan agresif.
Dr. Kaiping Yu, penulis utama penelitian sekaligus mahasiswa doktoral di bawah bimbingan Profesor Huang, menjelaskan bahwa tim awalnya tidak mempercayai hasil tersebut karena mekanisme pasivasi berbasis mangan bertentangan dengan pemahaman ilmu korosi saat ini. Menurut Yu, berbagai hasil analisis tingkat atom akhirnya meyakinkan tim bahwa mekanisme perlindungan baru tersebut memang benar terjadi dan berpotensi membuka jalur baru dalam desain material tahan korosi.
Perjalanan penelitian menuju publikasi berlangsung hampir enam tahun. Tim HKU tidak hanya mempelajari sifat unik material tersebut, tetapi juga mencoba memahami mekanisme ilmiah yang mendasarinya hingga mendorong pengembangan menuju penggunaan industri.
Profesor Mingxin Huang menjelaskan bahwa sebagian besar komunitas penelitian korosi biasanya berfokus pada ketahanan material pada potensial alami, sedangkan tim HKU mengembangkan paduan yang mampu bertahan pada potensial tinggi. Menurut Huang, strategi tersebut berhasil mengatasi keterbatasan mendasar baja tahan karat tradisional dan menciptakan paradigma baru dalam pengembangan material logam untuk kondisi ekstrem.
Penelitian tersebut juga telah bergerak menuju tahap industrialisasi. Tim peneliti melaporkan bahwa hasil riset telah diajukan untuk paten di berbagai negara dan dua paten telah memperoleh otorisasi resmi. Produksi kawat berbasis SS-H2 dalam skala ton juga telah dilakukan bekerja sama dengan sebuah pabrik di Tiongkok daratan.
Meskipun demikian, pengembangan menuju produk nyata seperti jaring dan busa untuk elektroliser masih menghadapi tantangan teknik yang kompleks. Tim HKU menyebut bahwa proses transformasi dari material laboratorium menjadi produk industri membutuhkan langkah rekayasa lanjutan yang tidak sederhana.
Penelitian terbaru dalam bidang elektrolisis air laut juga memperlihatkan bahwa masalah korosi masih menjadi tantangan utama hingga saat ini. Tinjauan Nature Reviews Materials tahun 2025 kembali menegaskan bahwa elektrolisis langsung air laut masih dibatasi oleh korosi, reaksi samping pembentukan klorin, endapan logam, dan rendahnya usia pakai sistem.
Berbagai studi lain mulai mengeksplorasi elektroda baja tahan karat dengan lapisan pelindung berbasis NiFe maupun gugus atom platinum untuk meningkatkan ketahanan dalam air laut alami. Fokus besar terhadap baja tahan karat menunjukkan bahwa material tersebut masih dianggap sebagai kandidat penting untuk menekan biaya produksi hidrogen hijau.
SS-H2 menjadi menarik karena pendekatan yang digunakan berbeda dari kebanyakan penelitian lain. Tim HKU tidak hanya menambahkan lapisan pelindung tambahan atau katalis baru, tetapi juga mengubah mekanisme dasar bagaimana baja tahan karat melindungi dirinya sendiri terhadap korosi.
Temuan terbaru menunjukkan bahwa desain material baru dapat membuka peluang besar dalam produksi hidrogen hijau yang lebih murah dan tahan lama. SS-H2 mampu bertahan pada lingkungan air laut bertegangan tinggi sekaligus berpotensi menggantikan komponen titanium mahal yang selama ini mendominasi industri elektroliser. Dengan kemampuan membentuk dua lapisan perlindungan secara otomatis, baja tahan karat baru tersebut dapat menjadi langkah penting menuju produksi hidrogen bersih dalam skala industri yang lebih ekonomis dan berkelanjutan.
Diolah dari artikel:
“Cannot be explained” – New ultra stainless steel stuns researchers” oleh The University of Hong Kong. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/05/260510030950.htm