Otomobil Pertama Bukan Berbahan Bakar Benzin, Melainkan Berbahan Bakar Hidrogen
Bagikan Halaman Ini
Jika Anda mengira bahan bakar pertama mobil adalah bensin, sebenarnya Anda keliru: motor pembakaran internal pertama dalam sejarah beroperasi pada tahun 1806 dengan campuran hidrogen-oksigen. Jadi pelopor mobil bensin justru adalah teknologi yang hari ini kita sorakan sebagai mobil hidrogen. Kisah yang membentang dari penemu Swiss François Isaac de Rivaz hingga Samuel Brown, dari Étienne Lenoir hingga Karl Benz ini adalah salah satu bab sejarah otomotif yang paling sedikit diketahui tetapi penuh kejutan.
Sorotan Utama
- Motor pembakaran internal pertama beroperasi pada 1806 dengan hidrogen; paten diperoleh pada 30 Januari 1807
- Samuel Brown mendaki Shooter's Hill dengan kendaraan bermotor gasnya pada 27 Mei 1826
- Hippomobile milik Étienne Lenoir berjalan dengan hidrogen yang dihasilkan lewat elektrolisis dari Paris ke Joinville-le-Pont (1863)
- Benz Patent-Motorwagen baru dipatenkan pada 29 Januari 1886 - atau sekitar 80 tahun kemudian
Kapan dan dengan apa motor pembakaran internal pertama kali beroperasi?
Jawabannya jelas: Pada tahun 1806 dan dengan campuran hidrogen-oksigen. Pada tahun itu, perwira artileri kelahiran Paris asal Swiss, François Isaac de Rivaz, mulai mencoba sebuah mesin yang mendorong piston dengan membakar campuran bahan bakar peledak di dalam silinder. Inilah tepatnya inti dari prinsip kerja mesin yang kita gunakan hari ini - bakar bahan bakar di silinder, dorong piston. Bahkan, mesin de Rivaz sudah dilengkapi pengapian busi, artinya dua fitur dasar mesin bensin modern sudah tersedia dalam desain awal ini.
Dari mana ide itu berasal? Dari dinas militer. Sebagai perwira artileri, ia sangat akrab dengan bahan peledak, dan pengalaman itu mendorongnya pada sebuah pertanyaan aneh tapi cemerlang: Alih-alih uap, bisakah piston didorong langsung oleh ledakan? Pada 1804 ia mulai bereksperimen dengan ledakan di dalam silinder dan dalam waktu singkat menghasilkan sebuah mesin yang berfungsi.
Bagaimana mobil hidrogen de Rivaz bekerja?
Di sinilah semuanya menjadi sangat menarik. Mesin bekerja dengan campuran hidrogen-oksigen yang dinyalakan di dalam silinder. Hidrogen termampatkan disimpan dalam sebuah balon, sedangkan oksigen diperoleh dari pintu masuk udara terpisah. Pengapiannya? Membangkitkan percikan listrik dari luar cukup dengan menekan tombol - dengan baterai Voltai. Jadi pengemudi memicu setiap langkah tenaga dengan tangannya sendiri. Mesin tidak memiliki mekanisme pengaturan waktu; baik masuknya bahan bakar maupun pengapian sepenuhnya manual. Bayangkan sekarang: mengemudi mobil dengan menekan tombol untuk setiap langkah piston. Olahraga di gym plus menjadi sopir sekaligus, tapi secara teknis ini mesin pembakaran internal sungguhan.
Perpindahan tenaganya juga sangat berbeda. Ledakan mendorong piston ke atas di silinder vertikal, lalu saat piston berat itu turun kembali karena bobotnya sendiri, sebuah sistem pengunci melalui susunan puli-lingkar dan tali memutar roda depan mobil. Terdengar aneh, tapi berhasil.
Pada 30 Januari 1807, paten nomor 731 diperoleh di Paris; kantor paten kanton Valais di Swiss juga mengonfirmasinya. Pada tahun yang sama de Rivaz memasang mesin eksperimentalnya ke sebuah kendaraan dan berhasil menempuh jarak pendek - kendaraan pertama yang menempuh perjalanan dengan motor pembakaran internal resmi berada di jalan.
si raksasa 1813: grand char mekanis
De Rivaz tidak berhenti dan pada 1813 membuat kendaraan yang jauh lebih besar: panjang 6 meter, roda berdiameter 2 meter, dengan berat sekitar 1 ton. Silindernya 1,5 meter, langkah piston 97 cm. Campuran bahan bakarnya terdiri dari sekitar 2 liter gas batu bara dan 10–12 liter udara. Pada setiap langkah piston, kendaraan itu bergerak maju 4–6 meter.
Bagaimana performansnya? Di kota Vevey, Swiss, kendaraan raksasa ini membawa muatan 300 kg batu dan kayu ditambah empat orang sejauh 26 meter di jalan dengan kemiringan ~9% - dengan kecepatan 3 km/jam. Jangan kita sebut cepat, tapi itu adalah kendaraan pengangkut muatan yang bergerak dengan tenaganya sendiri, dan itu sudah merupakan pencapaian bahkan pada masa itu.
Sayangnya, tidak semua orang terbujuk. Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis berpendapat bahwa mesin pembakaran dalam tidak akan pernah mencapai performansi mesin uap. Kalau kita pandang ke belakang hari ini, seberapa keliru perkiraan itu, bukan?
Lalu, apakah yang pertama? Persoalan Pyreolophore
Sejujurnya, gelar "mesin pembakaran dalam pertama" masih diperdebatkan. Saudara berkebangsaan Prancis Nicéphore dan Claude Niépce mengembangkan mesin mereka bernama Pyreolophore yang menggerakkan perahu dengan reaksi semburan air pada 1807 dan mendapat paten pada 20 Juli 1807. Sedangkan paten De Rivaz bertanggal 30 Januari 1807 - artinya beberapa bulan lebih awal. Karena kedua desain bekerja dengan metode yang berbeda, pertanyaan "mana yang benar-benar pertama" adalah persoalan yang bisa berubah tergantung definisinya. Tapi mesin pertama yang mengendarai kendaraan di jalan pastilah milik de Rivaz.
Samuel Brown dan pendakian Shooter's Hill (1826)
Insinyur Inggris Samuel Brown mengembangkan mesin gas pertama yang benar-benar berfungsi dan berhasil secara mekanis antara 1825–1835. Momen puncaknya adalah pada 27 Mei 1826: Brown memasang mesinnya pada sebuah kendaraan dan mendaki Shooter's Hill di tenggara London. Tanjakan adalah ujian paling kejam bagi kendaraan bermotor; pendakian ini berakhir dengan kepuasan banyak penonton.
Spesifikasi mesinnya juga mengesankan: Daya 4 hp, 2 silinder, pengoperasian gas atmosferik, dan kapasitas 89 liter. Ya, 89 liter - kita bahkan tidak sedang membicarakan kapasitas mesin kita masa kini. Sekadar catatan: Meskipun Brown menonjol dengan uji kendaraan ini, diketahui bahwa mesin gas-vakum tersebut kemudian dijalankan dengan gas batu bara, bukan hidrogen, dalam sebuah proyek lain, dan digunakan untuk keperluan pemompaan. Selain itu, dikatakan bahwa Brown mengadaptasi mesin uap Newcomen lama agar membakar gas - jadi hubungan antara para perintis hidrogen dan era uap juga terlihat di sini.
Hippomobile milik Lenoir: Berkeliling Paris dengan hidrogen
Sekarang giliran sosok yang mungkin paling berkarakter dalam kisah ini: Insinyur kelahiran Belgia Jean-Joseph-Étienne Lenoir. Pada 1860 ia mendapat paten dari Conservatoire National des Arts et Métiers di Paris untuk mesin udara yang mengembang melalui pembakaran gas. Pada 1863 ia membuat Hippomobile tiga roda - kendaraan yang namanya diambil dari kereta kuda ini membawa mesin pembakaran dalam miliknya sendiri.
Dan inilah kembalinya hidrogen: Hippomobile memiliki mesin satu silinder yang berbahan bakar hidrogen yang dihasilkan dengan memisahkan air melalui elektrolisis. Mesin itu bekerja dengan siklus alami. Jadi Lenoir memecah airnya sendiri menjadi listrik dan memproduksi bahan bakarnya sendiri. Ide yang hari ini disebut hidrogen hijau itu sudah berputar di jalanan Paris pada tahun 1863.
Pada September 1863, Lenoir menempuh perjalanan sekitar 10 kilometer dari bengkelnya di Rue de la Roquette. Kemudian ia menempuh perjalanan pulang-pergi 11 km dari Paris ke Joinville-le-Pont; setiap arah memakan waktu sekitar 90 menit dengan kecepatan tertinggi sekitar ~9 km/jam. Perhitungan lain menyebutkan jaraknya 11 mil dengan waktu 3 jam; perbedaan ini kemungkinan berasal dari perbedaan rute dan pengukuran, tetapi kesimpulannya tidak berubah: kendaraan itu lebih lambat daripada kecepatan berjalan rata-rata. Meski demikian, rodanya berputar dan mesin melakukannya dengan bahan bakarnya sendiri. Lenoir bercerita bertahun-tahun kemudian bahwa ia menggunakan mesinnya untuk menjalankan sebuah gerobak pertanian ke Joinville-le-Pont berkali-kali. Ia juga mengadaptasi mesinnya untuk berbagai gas seperti gas batubara, dan sekitar 350-400 mesin gas Lenoir diproduksi dan dijual - jadi untuk pertama kalinya ada pula kesuksesan komersial yang nyata.
Para pelopor berdampingan: siapa, kapan, dengan apa?
| Pelopor | Tahun | Bahan bakar | Pencapaian utamanya |
|---|---|---|---|
| Francois Isaac de Rivaz | 1806-1807 | Campuran hidrogen-oksigen | Mesin pembakaran dalam pertama, paten pertama, perjalanan kendaraan pertama |
| Samuel Brown | 1826 | Gas | Pendakian Shooter's Hill |
| Etienne Lenoir | 1863 | Hidrogen yang dihasilkan dengan elektrolisis | Perjalanan Paris-Joinville-le-Pont, produksi mesin secara seri |
| Karl Benz | 1885-1886 | Bensin | Paten yang memulai era otomobil modern |
Bagaimana Karl Benz mewarisi warisan hidrogen ini?
Lalu bagaimana bensin menjadi raja setelah hidrogen menempuh perjalanan 80 tahun? Jawabannya terdiri dari beberapa bagian. Pertama, fondasinya harus disiapkan: Pada 1876, Nikola Otto terinspirasi dari keterbatasan mesin uap dan mengembangkan mesin pembakaran dalam empat siklus pertama yang berhasil. Mesin ciptaan Lenoir yang ia temukan antara 1858-1860 dan patenkan pada 1860, dengan aksi ganda dan penyalaan percikan listrik, juga merupakan mata rantai penting dalam rangkaian ini.
Benz, berkat kesuksesan komersial mesin-mesinnya, dapat lebih mencurahkan waktunya pada khayalan sebuah mobil ringan berbahan bakar bensin. Hasilnya: Paten untuk Benz Patent-Motorwagen tiga roda di Mannheim pada 29 Januari 1886 - dalam berkas itu namanya tercatat sebagai kendaraan yang digerakkan oleh mesin gas. Era otomobil modern dimulai ketika baik Benz maupun Gottlieb Daimler memproduksi kendaraan bensin yang sangat sukses dan praktis; karena itu Benz umumnya dianggap sebagai penemu otomobil.
Namun jangan lupa ini: Halaman sejarah Mercedes-Benz sendiri pun mencantumkan para perintis seperti Rivaz, Lenoir, dan Siegfried Marcus asal Austria, serta mencatat bahwa sebagian dari mereka hanya tinggal di atas kertas dan sebagian lainnya hanyalah kendaraan kecil yang tidak mampu mengangkut manusia. Keunggulan Benz berasal dari desain hidrogen yang belum praktis dan kendaraan bensin dengan siklus Otto yang menguasai ranah komersial. Alasan teknis lainnya: sebagian besar mesin awal bekerja dengan prinsip atmosferik, seperti mesin uap - artinya ledakan tidak langsung menghasilkan dorongan, melainkan menciptakan vakum yang menarik piston ke bawah. Susunan yang diperkenalkan Benz lebih efisien.
Penobatan bensin juga tidak terjadi dalam semalam. Bensin baru mulai dianggap sebagai bahan bakar berharga sejak 1892 dengan penemuan otomobil. Antara 1900–1910, penemuan karburetor semprot membuka jalan bagi penggunaan bensin tak murni pada kendaraan. Dan menjelang 1920, terdapat 9 juta kendaraan bensin di jalan. Keunggulan hidrogen selama 80 tahun telah hilang diserahkan kepada bensin.
Apakah hidrogen hari ini kembali?
Bagian menariknya adalah: kisah ini belum ditutup. m ila aslinya begitu - mesin otomobil lahir dengan hidrogen, dan baru pindah ke bensin puluhan tahun kemudian. JCB, raksasa peralatan konstruksi asal Inggris, mengklaim sebagai perusahaan peralatan konstruksi pertama yang mengembangkan mesin pembakaran dalam berfungsi penuh bertenaga hidrogen, dan menyatakan telah melakukan pengujian selama lebih dari 50.000 jam dalam sebuah proyek senilai 100 juta pound bersama 150 insinyur.
Di sisi sel bahan bakar juga ada pergerakan. Pasar kendaraan berhidrogen modern bernilai 8,31 miliar dolar per 2025 dan pertumbuhan tahunan sekitar 20% diprediksi untuk lima tahun ke depan. Model-model seperti Toyota Mirai, Hyundai Nexo, dan Honda FCX Clarity dijual di pasar-pasar terpilih; biaya sel bahan bakar juga turun 80% sejak 2002. Jadi gagasan de Rivaz pada 1806 itu, dua abad kemudian kembali ke meja perundingan - kali ini dengan anggaran yang jauh lebih serius.
Akar mesin bensin bertumpu pada hidrogen: kata penutup
Jika di obrolan mobil berikutnya ada yang mengatakan otomobil lahir dari bensin, kini kamu punya satu kart lagi: motor otomobil lahir dengan hidrogen, dan baru dipindahkan ke bensin puluhan tahun kemudian. Itu adalah gagasan yang lemah namun nyata dari pengalaman artileri de Rivaz - berpiston berat, berkendaraan balon, dan beroda berpaku; Brown menaikinya menanjak, Lenoir mengkelilinginya di jalanan Paris, dan Benz mengubahnya menjadi industri dengan bensin. Sejarah kadang berputar - dan putaran ini mungkin berakhir tepat di tempat ia pertama kali dimulai. Menurutmu mana yang lebih menarik: kisah yang dimulai dengan hidrogen lalu menyimpang ke bensin, atau kembali lagi ke hidrogen?