PRODUKSI GAS HIDROGEN MELALUI PROSES ELEKTROLISIS SEBAGAI SUMBER ENERGI

Transkripsi

1 PRODUKSI GAS HIDROGEN MELALUI PROSES ELEKTROLISIS SEBAGAI SUMBER ENERGI Oleh: Ni Made Ayu Yasmitha Andewi Dosen Pembimbing: Prof. Dr.Ir. Wahyono Hadi, M.Sc JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2011

2 LATAR BELAKANG MINYAK BUMI AIR DI LAUT GAS HIDROGEN (H 2 ) ELEKTROLISIS

3 RUMUSAN MASALAH Bagaimana produksi gas hidrogen terhadap proses elektrolisis menggunakan jenis elektroda (stainless steel) pada katoda? Bagaimana pengaruh variasi tegangan proses elektrolisis terhadap gas yang dihasilkan? Bagaimana pengaruh variasi kadar salinitas proses elektrolisis terhadap gas yang dihasilkan?

4 RUANG LINGKUP 1. Salinitas yang divariasikan 0,5 ; 15 ; 35 TABEL KLASIFIKASI AIR BERDASARKAN SALINITAS 2. Tegangan yang divariasikan 2,1V; 6V; 12V Katoda:4e - + 4H 2 O 2H 2 + 4OH - E o = - 0,83V Anoda: 2H 2 O 4H + + O 2 +4e - E o = - 1,23V 6H 2 O 2H 2 + O 2 + 4OH - + 4H + E o = - 2,06 V

5 TUJUAN Menganalisis volume (ml) gas hidrogen menggunakan elektroda (stainless steel) pada katoda Menganalisis variasi tegangan yang mempunyai volume (ml) gas optimum pada proses elektrolisis untuk produksi gas hidrogen Menganalisis variasi salinitas yang mempunyai volume (ml) gas optimum pada proses elektrolisis untuk produksi gas hidrogen

6 MANFAAT PENELITIAN Memberikan informasi terhadap produksi gas hidrogen melalui proses elektrolisis yang dapat digunakan sumber energi alternatif.

7 TINJAUAN PUSTAKA Elektrolit NaCl Elektrolisis Gas hidrogen (H 2 )

8 ELEKTROLISIS Katoda:4e - + 4H 2 O 2H 2 + 4OH - E o = - 0,83V Anoda:2H 2 O 4H + + O 2 +4e - E o = - 1,23V 6H 2 O 2H 2 + O 2 + 4H - + 4H + E o = - 2,06 V Berdasarkan nilai E o (-) dikatakan reaksi tersebut bereaksi secara tidak spontan, diperlukan sumber energi listrik dari luar

9 Setengah ReaksiSetengah Reaksi E o (V) F 2(g) + 2e - F - (aq) +2,87 S 2 O 4 2- (aq) +2e - 2SO 4 2- (aq) +2,01 PbO 2(s) +HSO 4 - (aq) +3H + (aq)+2e - PbSO 4(s) +2H 2 O (l) +1,69 2HOCl (aq) +2H + (aq) +2e - Cl 2(g) + 2H 2 O (l) +1,63 MnO4 - (aq) + 8H + (aq) + 8e - Mn 2+ (aq) + 4H 2 O (l) +1,51 BrO 3 - (aq) + 6H + (aq)+ 6e - Br (aq) +3H 2 O (l) +1,46 Au 3+ (aq) + 3e - Au (s) +1,42 Cl 2(g) + 2e - 2Cl - (aq) +1,36 O 2(g) + 4H + (aq)+3e - 2H 2 O (l) +1,23 Br 2(aq) + 2e - 2Br - (aq) +1,07 NO 3 - (aq) + 4H + (aq) + 3e - NO (g) +2H 2 O (l) +0,96 Ag + (aq) + e - Ag (s) +0,80 Fe 3+ (aq) + e - Fe 2+ (aq) +0,77 I 2(s) + 2e - 2I - (aq) +0,54 NiO 2(s) + 2H 2 O +2e - Ni(OH) 2(s) + 2OH - (aq) +0,49 Cu 2+ (aq) + 2e - Cu (s) +0,34 SO 4 2- (aq) + 4H + (aq) + 2e - SO 2(g) + 2H 2 O (l) +0,17 AgBr (s) + e - Ag (s) + Br (aq) +0,07 2H + (aq) + 2e - H 2(g) 0 Sn 2+ (aq) + 2e - Sn (s) -0,14 Ni 2+ (aq) + 2e - Ni (s) -0,25 Cn 2+ (aq) + 2e - Cn (s) -0,28 PbSO 4(s) + H + (aq) +2e - Pb (s) + HSO 4(aq) -0,36 Cd 2+ (aq) + 2e - Cd (s) -0,40 Fe 2+ (aq) + 2e - Fe (s) -0,44 Cr 3+ (aq)+ 3e - Cr (s) -0,74 Zn 2+ (aq) + 2e - Zn (s) -0,76 2H 2 O (l) + 2e - H 2(g) + 2OH - (aq) -0,83 Al 3+ (aq) + 3e - Al (s) -1,66 Mg 2+ (aq) +2e - Mg (s) -2,37 Na + (aq) + e - Na (s) -2,71 Ca 2+ (aq) + 2e - Ca (s) -2,76 K + (aq) + e - K (s) -2,92 Li + (aq) + e - Li (s) -3,05 Tabel 2.4 (Potensial Reduksi) menyatakan bahwa 2Cl - Cl 2 + 2e - 2H 2 O O 2 + 4H + + 4e - Na + + e - Na 2H 2 O + 2e - H 2 + 2OH - E 0 = -1,36V E 0 = -1,23V E 0 = -2,71V E 0 = -0,83V Katoda:4e - + 4H 2 O 2H 2 + 4OH - Anoda: 2H 2 O 4H + + O 2 +4e - 6H 2 O 2H 2 + O 2 + 4OH - + 4H + Sumber: Murry, 2001

10 Tahapan Penelitian

11 REAKTOR ELEKTROLISIS

12 CARA KERJA ELEKTROLISIS Atom oksigen membentuk sebuah ion bermuatan negatif (OH-) tertarik ke kutub positif dan atom hidrogen membentuk sebuah ion bermuatan positif (H+) tertarik ke kutub negatif. (Dogra,1990).

13 Gas oksigen Gas hidrogen Elektroda dialiri arus listrik (DC) sehingga senyawa pada elektrolit terpecah membentuk ion-ion dan terjadi proses reduksi oksidasi yang akan menghasilkan gas, dapat dilihat pada reaksi kimia di bawah ini : Anoda : 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e - Katoda : 4H 2 O + 4e - 2H 2 + 4OH - e anoda katoda - e e e

14 HASIL PENELITIAN Grafik Produksi Gas Tegangan 6 Volt Grafik Produksi Gas Tegangan 12Volt

15 HASIL PENELITIAN Grafik Produksi Gas Tegangan 2,1 Volt Grafik Produksi Gas Tegangan 12 Volt Grafik Produksi Gas Tegangan 6 Volt

16 HASIL PENELITIAN Grafik Produksi Gas Tegangan 2,1 Volt Grafik Produksi Gas Tegangan 12 Volt Grafik Produksi Gas Tegangan 6 Volt

17 Pengamatan ph dan Salinitas Anoda: 2Cl - Cl 2 + 2e - Cl 2 + H 2 O HOCl + HCl Katoda: Na + + e - Na 2Na + 2H 2 O H 2 + 2NaOH

18 KESIMPULAN Penelitian mengenai Produksi Gas Hidrogen Melalui Elektrolisis sebagai sumber energi dengan elektrolit NaCl dapat disimpulkan sebagai berikut: Proses elektrolisis dapat dilakukan untuk produksi gas hidrogen (H 2 ) didapatkan hasil optimum yaitu sebesar 98mL dalam waktu 3jam (180menit). Produksi gas hidrogen hingga 98 ml pada penggunaan alat elektrolisis variasi tegangan sebesar 12 volt. Produksi gas hidrogen hingga 98 ml pada penggunaan alat elektrolisis variasi salinitas sebesar 35.

19 SARAN Pada penelitian berikutnya diperlukan jarak elektroda lebih dekat untuk mendapatkan kuat arus yang besar Pada penelitian berikutnya perlu dilakukan penelitian yang sama dengan menggunakan elektroda dengan ukuran bervariasi Pada penelitian selanjutnya pengukuran terhadap oksigen terlarut pada anoda

20