Pada tingkat tinggi, amonia tampak seperti bahan bakar impian: bebas karbon, padat energi, dan lebih mudah dipindahkan dan disimpan dibandingkan hidrogen. Amonia juga sudah diproduksi dan diangkut dalam skala besar, yang berarti amonia dapat mengubah sistem energi menggunakan infrastruktur yang ada. Namun pembakaran amonia menghasilkan oksida nitrat yang berbahaya, dan pemecahan molekul amonia untuk menghasilkan bahan bakar hidrogen biasanya memerlukan banyak energi dan mesin khusus.
Startup Amogy, yang didirikan oleh empat alumni MIT, yakin bahwa mereka memiliki teknologi yang pada akhirnya dapat memanfaatkan amonia sebagai sumber bahan bakar utama. Perusahaan ini telah mengembangkan katalis yang dikatakan dapat memecah – atau “memecah” – amonia menjadi hidrogen dan nitrogen hingga 70 persen lebih efisien dibandingkan sistem canggih saat ini. Perusahaan berencana menjual katalis serta sistem modular termasuk sel bahan bakar dan mesin untuk mengubah amonia langsung menjadi listrik. Sistem tersebut tidak membakar atau membakar amonia, sehingga mengabaikan masalah kesehatan yang terkait dengan dinitrogen oksida.
Sejak Amogy didirikan pada tahun 2020, perusahaan ini telah menggunakan teknologi perengkahan amonia untuk menciptakan drone, traktor, truk, dan kapal tunda bertenaga amonia pertama di dunia. Hal ini juga menarik kemitraan dengan para pemimpin industri termasuk Samsung, Saudi Aramco, KBR, dan Hyundai, yang berhasil mengumpulkan lebih dari $300 juta.
“Belum ada yang menunjukkan bahwa amonia dapat digunakan untuk menggerakkan benda pada skala kapal dan truk seperti kita,” kata CEO Seonghoon Woo PhD ’15, yang mendirikan perusahaan bersama Hyunho Kim PhD ’18, Jongwon Choi PhD ’17, dan Young Suk Jo SM ’13, PhD ’16. “Kami telah menunjukkan bahwa pendekatan ini berhasil dan dapat diperluas.”
Awal tahun ini, Amogy menyelesaikan fasilitas penelitian dan manufaktur di Houston dan mengumumkan penerapan percontohan katalisnya dengan perusahaan teknik global JGC Holdings Corporation. Kini, dengan diperolehnya kontrak manufaktur dengan Samsung Heavy Industries, Amogy akan mulai mengirimkan lebih banyak sistemnya kepada pelanggan tahun depan. Perusahaan ini akan menggelar proyek percontohan amoniak untuk pembangkit listrik berkapasitas 1 megawatt di kota Pohang, Korea Selatan, pada tahun 2026, dan berencana untuk meningkatkan skala hingga 40 megawatt di lokasi tersebut pada tahun 2028 atau 2029. Woo mengatakan lusinan proyek lain yang dikerjakan oleh perusahaan multinasional sedang dikerjakan.
Karena keunggulan kepadatan daya amonia dibandingkan energi terbarukan dan baterai, perusahaan ini menargetkan industri yang haus energi seperti pelayaran maritim, pembangkit listrik, konstruksi, dan pertambangan untuk sistem awalnya.
“Ini baru permulaan,” kata Woo. “Kami telah bekerja keras untuk membangun teknologi dan fondasi perusahaan kami, namun nilai sebenarnya akan dihasilkan seiring dengan pertumbuhan kami. Kami telah membuktikan potensi amonia untuk mendekarbonisasi industri berat, dan sekarang kami benar-benar ingin mempercepat adopsi teknologi kami. Kami sedang memikirkan transisi energi dalam jangka panjang.”
Membuka kunci sumber bahan bakar baru
Woo dan Choi menyelesaikan PhD mereka di Departemen Ilmu dan Teknik Material MIT sebelum pendiri mereka, Kim dan Jo, menyelesaikan PhD mereka di Departemen Teknik Mesin MIT. Jo bekerja pada ilmu energi dan menjalankan eksperimen untuk membuat mesin bekerja lebih efisien sebagai bagian dari gelar PhD-nya.
“Program PhD di MIT mengajarkan Anda cara berpikir mendalam tentang penyelesaian masalah teknis menggunakan pendekatan berbasis sistem,” kata Woo. “Anda juga menyadari pentingnya belajar dari kegagalan, dan pola pikir mengulangi hal tersebut serupa dengan apa yang perlu Anda lakukan di startup.”
Pada tahun 2020, Woo bekerja di industri semikonduktor ketika dia menghubungi salah satu pendirinya untuk menanyakan apakah mereka sedang mengerjakan sesuatu yang menarik. Saat itu, Jo masih mengerjakan sistem energi berbasis hidrogen dan amonia, sementara Kim sedang mengembangkan katalis baru untuk membuat bahan bakar amonia.
“Saya ingin memulai sebuah perusahaan dan membangun bisnis untuk melakukan hal-hal baik bagi masyarakat,” kenang Woo. “Orang-orang telah membicarakan hidrogen sebagai sumber bahan bakar yang lebih berkelanjutan, namun hal itu tidak pernah membuahkan hasil. Kami pikir mungkin ada cara untuk meningkatkan teknologi katalis amonia dan mempercepat perekonomian hidrogen.”
Para pendirinya mulai bereksperimen dengan teknologi Jo untuk perengkahan amonia, sebuah proses di mana amonia (NH3) molekul terpecah menjadi nitrogennya (N2) dan hidrogen (H2) bagian penyusunnya. Pemecahan amonia hingga saat ini telah dilakukan di pabrik besar dalam reaktor bersuhu tinggi yang membutuhkan energi dalam jumlah besar. Suhu tinggi tersebut membatasi bahan katalis yang dapat digunakan untuk menggerakkan reaksi.
Dimulai dari awal, para pendiri mampu mengidentifikasi resep material baru yang dapat digunakan untuk memperkecil katalis dan bekerja pada suhu yang lebih rendah. Bahan katalis yang dipatenkan memungkinkan perusahaan menciptakan sistem yang dapat diterapkan di tempat baru dengan biaya lebih rendah.
“Kami benar-benar harus mengembangkan kembali seluruh teknologi, termasuk katalis dan reformer, dan bahkan integrasi dengan sistem yang lebih besar,” kata Woo. “Salah satu hal yang paling penting adalah kita tidak membakar amonia – kita tidak memerlukan bahan bakar pilot, dan kita tidak menghasilkan gas nitrogen atau CO2.2.”
Saat ini Amogy memiliki portofolio teknologi katalis eksklusif yang menggunakan logam dasar dan logam mulia. Perusahaan telah membuktikan efisiensi katalisnya dalam demonstrasi yang dimulai dengan drone bertenaga amonia pertama pada tahun 2021. Katalis tersebut dapat digunakan untuk memproduksi hidrogen dengan lebih efisien, dan dengan mengintegrasikan katalis dengan sel bahan bakar atau mesin hidrogen, Amogy juga menawarkan sistem amonia-menjadi-tenaga modular yang dapat disesuaikan untuk memenuhi permintaan energi pelanggan.
“Kami memungkinkan dekarbonisasi industri berat,” kata Woo. “Kami menargetkan transportasi, produksi bahan kimia, manufaktur, dan industri yang banyak mengandung karbon dan perlu segera melakukan dekarbonisasi, misalnya untuk mencapai tujuan domestik. Visi kami dalam jangka panjang adalah menjadikan amonia sebagai bahan bakar dalam berbagai aplikasi, termasuk pembangkit listrik, pertama pada jaringan mikro dan kemudian pada skala jaringan penuh.”
Berkembang dengan industri
Ketika Amogy menyelesaikan fasilitasnya di Houston, salah satu pengunjung awal mereka adalah Profesor Evelyn Wang dari MIT, yang juga wakil presiden MIT bidang energi dan iklim. Woo mengatakan orang lain yang terlibat dalam Proyek Iklim di MIT juga memberikan dukungan.
Mitra utama Amogy lainnya adalah Samsung Heavy Industries, yang mengumumkan kesepakatan multi-tahun untuk memproduksi sistem amonia-ke-listrik Amogy pada 12 November.
“Strategi kami adalah bermitra dengan pemain besar di industri alat berat untuk mempercepat komersialisasi teknologi kami,” kata Woo. “Kami telah bekerja sama dengan perusahaan minyak dan gas besar seperti BHP dan Saudi Aramco, perusahaan yang tertarik pada bahan bakar hidrogen seperti KBR dan Mitsubishi, dan banyak lagi perusahaan industri lainnya.”
Ketika dipadukan dengan teknologi energi ramah lingkungan lainnya untuk menyediakan listrik bagi sistemnya, Woo mengatakan Amogy menawarkan cara untuk mendekarbonisasi sepenuhnya sektor-sektor ekonomi yang tidak dapat melakukan elektrifikasi sendiri.
“Dalam transportasi berat, Anda harus menggunakan bahan bakar cair dengan kepadatan energi tinggi karena jarak yang jauh dan kebutuhan daya,” kata Woo. “Baterai tidak dapat memenuhi persyaratan tersebut. Itu sebabnya hidrogen merupakan molekul yang menarik untuk industri berat dan pelayaran. Tapi hidrogen harus dijaga agar tetap super dingin, sedangkan amonia bisa berbentuk cair pada suhu kamar. Tugas kami sekarang adalah menyediakan kekuatan tersebut dalam skala besar.”
