Energi kimia adalah jenis energi yang terdapat pada ikatan senyawa kimia. Kita dapat menemukan energi ini dalam atom atau molekul ketika dilepaskan selama reaksi kimia, ditahan dalam ikatan kovalennya. Panas dilepaskan ketika energi diakses, menciptakan reaksi eksotermik.
Untuk memutuskan ikatan, melepaskan energi terlebih dahulu, energi yang dibutuhkan disebut endotermik.
Energi kimia pertama kali diusulkan oleh Josiah Gibbs selama waktu di Amerika Serikat ketika ilmu teoritis tidak dipraktekkan secara ketat. Ide-idenya sulit dipahami pada saat itu, dan saudara iparnya biasa menerbitkan artikelnya. Itu tidak berbuat banyak untuk kredibilitasnya pada saat itu.
Meskipun Gibbs mungkin tidak dikenal dari sudut pandang editorial, ia berkomunikasi secara teratur dengan lebih dari 200 ilmuwan terkemuka. Seiring waktu, pengaruh Gibbs pada kimia fisik dan matematika statistik membantu membawa masyarakat global kita lebih dekat dengan bagaimana kita memahami sains modern.
Sebagian besar jenis energi yang kita gunakan saat ini bergantung pada energi kimia untuk memasok energi yang dapat digunakan. Setiap kali suatu produk dibakar, ia melepaskan energi kimia yang nantinya akan kita konsumsi. Bahan bakar fosil, barang-barang buatan manusia, dan bahkan reaksi nuklir memberi kita akses ke energi kimia.
Ada beberapa keuntungan dan kerugian dari energi kimia yang harus dipertimbangkan ketika memeriksa sumber daya ini. Ini adalah beberapa poin utama yang perlu dipertimbangkan.
Daftar keuntungan utama energi kimia
1. Energi kimia sangat melimpah.
Sumber daya energi ini merupakan salah satu pilihan energi paling melimpah yang dapat kita akses saat ini. Hampir semua jenis bahan organik menawarkan potensi untuk menyediakan energi kimia yang dapat kita gunakan. Banyak dari kita menggunakan jenis energi ini setiap hari tanpa menyadarinya. Jika Anda menyalakan perapian gas atau menyalakan api unggun, Anda memanfaatkan proses yang menghasilkan energi kimia.
2. Kita dapat mengakses energi dengan cukup mudah.
Ada beberapa proses khusus yang diperlukan untuk mengakses potensi penuh energi kimia. Dalam banyak kasus, kita dapat langsung mengakses energi. Jika Anda menyalakan oven gas, misalnya, Anda menggunakan proses energi kimia untuk menciptakan panas yang akan memasak makanan Anda. Pembakaran dapat dikontrol dengan mudah. Itu dapat dipertahankan secara langsung. Itulah mengapa ini adalah salah satu bentuk energi termurah yang dapat kita gunakan saat ini.
3. Energi kimia dapat disimpan secara fisik untuk penggunaan di masa depan.
Meskipun kita semua menggunakan energi sepanjang hari, kita menggunakannya pada tingkat yang berbeda. Sumber daya kami yang menyediakan energi kimia dapat dengan mudah disimpan atau disimpan untuk penggunaan di masa mendatang, memungkinkan kami menghemat energi saat tidak diperlukan. Di Amerika Serikat, ada cukup batubara dalam penyimpanan untuk memenuhi kebutuhan energi kita saat ini untuk lebih dari satu generasi. Di halaman belakang, mungkin ada cukup kayu dalam penyimpanan untuk kompor untuk menyediakan panas sepanjang musim dingin.
4. Memberi konsumen biaya kepadatan tinggi saat dikonsumsi.
Proses energi kimia melepaskan sejumlah besar energi yang dapat kita konsumsi untuk berbagai tujuan. Sifat kepadatan tinggi energi ini memungkinkan kita untuk menerbangkan pesawat, mobil kering, atau tetap hangat di hari yang dingin. Kesadaran kita akan potensi energi kimia memungkinkan kita untuk mengembangkan teknologi baru yang didasarkan pada sumber daya yang besar ini, yang suatu hari nanti dapat menjadi dasar bagaimana kita menciptakan era kolonial baru di dalam tata surya kita.
5. Kita dapat mengontrol efek energi kimia di lingkungan kita.
Kerusakan yang disebabkan oleh penggunaan energi kimia yang tidak terkendali dan tidak diatur cukup besar. Selama 40 tahun terakhir, kita telah melihat banyak perubahan terjadi di atmosfer planet kita, beberapa di antaranya disebabkan oleh konsumsi energi kimia kita. Dari lubang di lapisan ozon hingga tren pemanasan global yang dialami, kami telah menemukan bahwa ketika energi kimia dikonsumsi secara bertanggung jawab, kita dapat memperbaiki kerusakan masa lalu tanpa menempatkan generasi mendatang pada risiko mewarisi planet yang tidak sehat.
6. Energi kimia merupakan sumber energi yang efisien.
Agar reaksi energi kimia menjadi efektif, harus ada sumber oksigen yang ada untuk menyelesaikan reaksi. Kami memiliki kemampuan untuk secara tepat mengontrol lingkungan mikro untuk memungkinkan proses pembakaran menjadi seefisien mungkin. Energi yang dilepaskan oleh proses energi kimia dapat diarahkan ke tempat yang akan segera dikonsumsi, sehingga mengurangi jumlah kehilangan energi total yang dialami.
7. Dapat menghasilkan tingkat aktivitas ekonomi yang tinggi.
Dari awal hingga akhir, siklus energi kimia menciptakan aktivitas ekonomi yang membantu kita mempertahankan gaya hidup modern. Petani yang menanam jagung atau tebu untuk bahan bakar memperoleh penghasilan dengan menyediakan sumber daya dasar ini. Penambang mencari nafkah dengan mengakses bahan baku. Penyuling kemudian memperoleh pendapatan dengan mengubah bahan dasar menjadi bahan bakar yang dapat dikonsumsi. Saat kita mengkonsumsi bahan bakar itu, kita mengejar karir, merawat keluarga kita, dan menciptakan peluang pendidikan. Kemudian kami mengambil apa yang telah kami pelajari untuk menjadi lebih efisien di awal siklus produksi dan memulai dari awal.
8. Kita bisa memanfaatkannya untuk menciptakan sumber energi terbarukan.
Meskipun reaksi energi kimia memerlukan konsumsi yang unik, kita dapat menggunakan energi tersebut untuk menciptakan elemen yang akan menyediakan energi terbarukan. Energi kimia dapat digunakan untuk membuat turbin yang membawa kita energi dari angin. Ini dapat digunakan untuk membuat panel fotovoltaik yang memungkinkan kita memanen energi dari sinar matahari. Kita juga bisa mendapatkan energi kimia dari unsur-unsur organik yang dapat tumbuh dengan cepat. Satu hektar tebu dapat menghasilkan 180 ton batang tebu per panen, dan beberapa lokasi menghasilkan 2-3 panen per tahun.
9. Energi yang dilepaskan melalui energi kimia juga dapat disimpan untuk penggunaan di masa mendatang.
Katakanlah Anda membaca konten ini di smartphone. Anda memiliki daya pada ponsel Anda karena baterai. Isi daya baterai itu dari stopkontak, yang menerima daya listrik dari jaringan distribusi lokal Anda. Ponsel yang bagus saat ini, dalam mode siaga, dapat bertahan lebih dari 7 hari layanan tanpa perlu mengisi daya lagi karena kemampuannya untuk menyimpan energi. Meskipun energi kimia dilepaskan segera, kita memiliki kemampuan untuk menyimpannya untuk dikonsumsi saat kita membutuhkannya. Baterai terbesar di dunia yang dibangun oleh Tesla ini mampu menyimpan daya 100 megawatt.
Daftar kelemahan utama energi kimia
1. Untuk mengakses energi kimia, umumnya kita harus mengandalkan pembakaran.
Untuk memperoleh energi melalui energi kimia, umumnya kita harus membuat reaksi pembakaran. Pembakaran memberikan keuntungan karena membuat energi langsung tersedia bagi kita. Untuk setiap reaksi, bagaimanapun, harus ada reaksi yang sama dan berlawanan. Saat kami membakar barang, kami menghancurkannya. Setelah kita mengkonsumsi item melalui energi kimia, itu menghilang. Kita tidak bisa menggunakannya berulang kali.
2. Ini bukan bentuk energi yang bersih.
Proses pembakaran melepaskan produk sampingan ke atmosfer yang dapat memiliki efek berbahaya jangka panjang. Jumlah produk sampingan yang dilepaskan tergantung pada jenis bahan yang dikonsumsi melalui proses energi kimia. Batubara melepaskan sejumlah besar partikel, karbon dioksida, dan karbon monoksida saat dibakar. Gas alam, di sisi lain, melepaskan sangat sedikit emisi dengan teknologi penangkapan bersih. Ketika energi bersih diperlukan, proses energi kimia umumnya tidak dapat digunakan.
3. Kita tidak dapat mengganti sumber energi kimia.
Ada miliaran barel minyak mentah dalam cadangan di planet kita sekarang. Kami memiliki triliunan meter kubik gas alam. Namun, ketika sumber daya energi ini dikonsumsi, mereka menghilang. Kami membutuhkan lebih banyak produk untuk mendapatkan lebih banyak energi. Untuk bahan bakar kayu, bahan bakar tanaman dan sumber daya hayati lainnya, lebih mudah untuk mengisi kembali pasokan kami, tetapi prinsipnya tetap ada. Setelah Anda menggunakan energi kimia, Anda harus mengkonsumsi lebih banyak untuk terus menerima hasil yang diinginkan.
4. Sumber energi kimia bisa sangat mahal.
Sebagian besar bentuk energi kimia dihasilkan melalui sumber daya alam. Banyak dari mereka berbasis organik. Itu berarti bisa mahal untuk mengakses sumber daya tersebut. Untuk mengendarai mobil kita, pertama-tama kita harus menyuling minyak menjadi bensin. Agar batubara dapat menghasilkan listrik, kita harus mengekstraknya dan kemudian mengangkutnya ke tempat yang akan dikonsumsi. Bahkan rumah dengan tungku kayu harus menebang pohon dan membelah kayu untuk mengkonsumsi energi.
5. Ketersediaan beberapa sumber energi kimia cukup terbatas.
Salah satu bentuk energi kimia paling efisien yang kita gunakan saat ini berasal dari uranium. Meskipun energi yang diterima dari energi kimia melalui uranium bisa 20.000 kali lebih besar dari bentuk energi lain, ketersediaan uranium sebenarnya cukup terbatas. Hanya segelintir negara yang memiliki sumber daya uranium yang dapat diakses. Setelah uranium dikonsumsi, harus diganti untuk terus menggunakan teknologi itu. Itu berarti infrastruktur yang kami bangun untuk solusi energi kimia dapat menjadi tidak berguna jika kami kehilangan akses ke bahan inti yang digunakan.
6. Energi kimia dapat menghasilkan limbah beracun.
Salah satu kelemahan terbesar energi kimia adalah bahwa panas hanyalah produk sampingan dari pelepasannya. Banyak bentuk energi kimia juga akan melepaskan radiasi selama proses pembangkit listrik. Kami memiliki teknologi yang mengontrol tingkat paparan emisi radiasi ini, meskipun itu tidak mengurangi bahaya yang mungkin kami hadapi. Ada lebih dari selusin insiden nuklir yang melibatkan instalasi listrik dan reaktor di kapal atau kapal selam sejak teknologi itu ditemukan. Penyakit paru-paru hitam adalah masalah konstan bagi penambang batu bara.
7. Kita dapat merugikan orang lain melalui penggunaan teknologi energi kimia.
Penggunaan gas beracun dalam konflik Suriah hanyalah salah satu contoh bagaimana kita dapat membahayakan orang lain dengan menggunakan teknologi energi kimia. Rudal yang ditembakkan oleh AS, Inggris, dan Prancis ke fasilitas Suriah untuk menghentikan produksi senjata kimia adalah cara lain untuk mengubah energi kimia menjadi senjata. Contoh paling menghancurkan dari apa yang dapat kita lakukan dengan energi kimia ditunjukkan pada hari-hari terakhir Perang Dunia II di Jepang. Dengan teknologi energi kimia, kita benar-benar memiliki kekuatan untuk menghancurkan planet kita dalam kondisi yang tepat.
8. Energi kimia dapat memiliki kerugian yang tidak diinginkan yang bahkan tidak kita ketahui.
Sejak awal Revolusi Industri, planet kita telah mengalami banyak manfaat gaya hidup. Kami telah bekerja untuk memberantas penyakit. Kami telah meningkatkan teknologi yang memperpanjang umur. Kita juga telah membuat lautan lebih asam, berpotensi menghangatkan atmosfer kita lebih dari 2 derajat, dan menciptakan masalah jangka panjang lain yang tidak diketahui yang dapat mempengaruhi kesehatan planet kita untuk generasi mendatang. Kita sering melihat manfaat langsung dari sumber daya ini tanpa mempertimbangkan apa yang mungkin terjadi 10, 50, atau 100 tahun dari sekarang.
Keuntungan dan kerugian utama dari energi kimia memungkinkan kita untuk melihat betapa bermanfaatnya sumber daya ini bagi kita. Mereka juga menunjukkan kepada kita berapa banyak energi kimia yang dapat menyebabkan kehancuran dalam kondisi tertentu. Kita memiliki tanggung jawab untuk menggunakan energi kimia dengan cara yang bermanfaat bagi kita hari ini, besok, dan di masa depan.
