a. Harga minyak dunia naik BBM dalam negeri naik

Transkripsi

1

2 LATAR BELAKANG Soegiono dan Ketut Budi Ardana (2006): a. Harga minyak dunia naik BBM dalam negeri naik Perekonomian nasional turun Harga kebutuhan pokok naik b. Cadangan minyak bumi 1,03 triliun barel untuk 42 tahun

3 LATAR BELAKANG Peraturan Presiden No. 5/2006 : Pengurangan penggunaan minyak bumi 50% pada tahun 2005 menjadi sekitar 20% pada tahun 2025 Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral : a. Total cadangan minyak mulai menurun dari 9,82 milyar barrel pada tahun1999 menjadi 8,68 milyar barrel tahun 2006 b. Puncak produksi minyak bumi kedua dicapai pada tahun 1995 sebesar 1,62 juta BOPD yang kemudian menurun 35% dalam 10 tahun terakhir menjadi 1,01 juta BOPD pada tahun 2006

4 LATAR BELAKANG Cadangan Minyak menipis Penggunaan Bahan Bakar Alternatif SOLUSI AIR Efisiensi Bahan Bakar Mudah didapat Murah Ramah Lingkungan Urip Sudirman (2009) : hampir 70% permukaan bumi dan persediaannya mencapai 1,4 triliun km 3 atau setara dengan 330 juta mil 3

5 LATAR BELAKANG BROWN S GAS Peter E.W Lowrie (2005): Gas yang dihasilkan dari proses elektrolisis air adalah gas Hidrogen dan Oksigen, dengan komposisi 2 Hidrogen dan 1 Oksigen (HHO) LIPI (2008): Hasil pembakaran dari pencampuran dengan gas HHO dapat mengurangi tingkat polusi

6 PERUMUSAN MASALAH Membandingkan nilai sfc, torsi yang dibutuhkan mesin, kadar emisi gas buang antara generator Brown s Gas dan mesin standart pada mobil karburator kapasitas 1300 cc dan 1500 cc.

7 BATASAN MASALAH 1. Hasil percobaan hanya berlaku untuk sistem injeksi Brown s Gas dengan elektroda dari bahan stainless steel tipe SS 316 berupa lempengan (140x58) mm 2, dan larutan elektrolit (30% KOH dan 70% akuades) sebagai katalis 2. Penambahan kapas sebagai water trapent. 3. Pengujian dilakukan di Laboratorium Desain Teknik Mesin ITS 4. Kondisi temperatur normal saat pengujian 5. Kondisi sistem elektrolis normal 6. Mobil yang dipakai selama pengujian adalah mobil kapasitas 1300 cc dan 1500 cc 7. Kontrol level ketinggian elektrolit menggunakan solenoid valve dan float valve 8. Fitting saluran perpipaan diabaikan

8 TUJUAN PENELITIAN 1. Merancang bangun generator 6 ruang tersusun seri dan aplikasinya pada mesin karburator 1300 cc dan 1500 cc 2. Menguji karakteristik generator Brown s Gas 3. Mengukur sfc, daya mesin yang dihasilkan dan kadar emisi gas buang kendaraan dengan atau tanpa generator Brown s Gas

9 MANFAAT PENELITIAN 1. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat diaplikasikan dengan baik pada mesin untuk meningkatkan daya mesin motor bakar, menghemat bahan bakar tanpa mengganggu kinerja mesin, serta mengurangi tingkat polusi dari emisi gas buang kendaraan 2. Dapat menjadi referensi bagi peneliti lain dan juga produsen kendaraan bermotor dalam pengembangan sistem injeksi Brown s Gas dalam upaya mengurangi tingkat polusi dari hasil emisi gas buang kendaraan 3. Dapat membantu masyarakat dalam mengetahui dan menganalisa prinsip kerja dari sistem injeksi Brown s Gas

10 PENELITIAN TERDAHULU 1. Willliam Nicholson dan Johann Ritter (1800): Menemukan teknologi pemecahan molkeul air menjadi gas HHO dengan cara elektrolisis air 2. Isaac de rivaz (1805): Menggunakan gas H 2 dari hasil elektrolisis air sebagai bahan bakar mesin pembakaran internal 3. Dr. Yull Brown (1974): Selain mematenkan gas hasil elektolisis air dengan namanya juga menggunakan gas HHO sebagai suplemen bahan bakar mesin dan pengelasan (cutting and welding torch) 4. Lanzafame (1999): Injeksi air pada mesin spark ignition dapat menghilangkan detonasi dan mengurangi NOX ( >50%), angka oktan ( naik >50%), kerja mesin naik (30%-50%)

11 PENELITIAN TERDAHULU 5. Verhelst dan Sierents (2001): Membandingkan injeksi H2 pada mesin spark ignition dengan karburator dan mesin dengan sistem injeksi 6. LIPI (2008): Injeksi air pada uji coba kendaraan 225 cc spark ignition dihasilkan penurunan emisi gas CO dan HC 7. Chadwell dan Dingle (2008): Pada mesin diesel, injeksi air dapat mengurangi emisi NOX sebesar 82% dan peningkatan torsi

12 PENELITIAN TERDAHULU 8. Roni Setyawan (2011): a. Merancang GHHO 6 Cell tersusun seri dan di uji pada mobil Daihatsu Esspas 1300 CC dengan karakteristik Elektroda SS 316 dengan GHHO-A (100 x 80)mm dan GHHO-B (160 x 100)mm dengan larutan elektrolit berupa 30% kalium hidroksida (KOH) dalam 70% aquades sebagai Katalis

13 PENELITIAN TERDAHULU b. Dari prototype yang diuji, semuanya menunjukkan penurunan Sfc pada mobil uji, bila di bandingkan dengan mobil tanpa Sfc. Pada putaran rendah, 1000 rpm, penurunan Sfc pada BG Pasaran sebesar 21,1%, pada GHHO-A sebesar 36,15%, dan pada GHHO-B sebesar 35,15%. Pada putaran tinggi, 4000rpm, penurunan Sfc pada BG Pasaran sebesar 13,05%, pada GHHO- A sebesar 19,69%, dan pada GHHO-B sebesar 19,03% c. Kenaikan daya tertinggi pada putaran rendah, 1000 rpm, adalah ada pada GHHO-A sebesar 3,36% d. Penurunan daya terendah pada putaran rendah, 1000 rpm, adalah pada GHHO-B sebesar 3,47%.

14 PENELITIAN TERDAHULU 9. Rahman Hakim (2011): a. Merancang 2 GHHO 6 ruang, type A (+SG) dan type (-SG) b. Diaplikasikan pada mobil karimun kapasitas 970 cc. c. Hasil Penelitian : i. Torsi Mesin : Type A : Up, 5,06% Type B : Up, 7,83% ii. Sfc (Spesific Fuel Consumption) : Type A : Down, 22,84% Type B : Down, 26,45% iii. Electrolizer Efficiency : Type A : 95% Type B : 85% iv. Flow Capacity Gas Production : Type A : 19,31 ml/min Type B : 20,95 ml/min

15 BROWN S GAS 1. Anne Marie Helmenstine (2001): Elektrolisis adalah suatu proses untuk memisahkan senyawa kimia menjadi unsur-unsurnya atau memproduksi suatu molekul baru dengan memberi arus listrik 2. Robert B. Dopp (2007) : Sedangkan elektrolisis air adalah proses elektrolisa yang dimanfaatkan untuk memecah molekul air (H 2 O) menjadi Hidrogen (H 2 ) dan Oksigen (O 2 ).

16 BROWN S GAS Reaksi Asam : Reaksi oksidasi di anoda (+) : 2 H 2 O (l) O2 (g) + 4 H + (aq) + 4 e- Reaksi reduksi di katoda (-) : 2 H + (aq) + 2 e- H2 (g) Reaksi keseluruhan : 2 H 2 O (l) 2 H 2 (g) + O 2 (g) Reaksi Basa : Reaksi reduksi di katoda (-) Reaksi oksidasi di anoda (+) Reaksi keseluruhan : 2H 2 O (l) + 2e H 2(g) + 2OH (aq) : 4OH (aq) O 2(g) + 2H 2 O (l) + 4e : 2H 2 O (l) 2H 2(g) + O 2(g)

17 BROWN S GAS Pemilihan Stainless Steel type 316 sebagai elektroda sistem BG

18 BROWN S GAS Larutan Elektrolit Sebagai Katalis: a. Katalisator berfungsi untuk mempermudah proses penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion kataliastor mampu mempengaruhi kestabilan molekul air menjadi ion H dan OH yang lebih mudah dielektrolisis. b. Dalam penelitian ini dipilih katalis KOH berdasarkan grafik oleh Pyle, dkk, 1994

19 BROWN S GAS Parameter Performa Generator Brown s Gas : a. Daya yang dibutuhkan Generator Brown s Gas P HHO = V. I Keterangan : > P HHO = Daya yang dibutuhkan Generator Brown s Gas (watt) > V = Beda potensial (volt) > I = Arus listrik (Ampere) b. Laju produksi gas HHO (flow rate) V gashho = 30/t (ml/s) Keterangan : V gas HHO = Laju produksi gas HHO 30 ml = volume gas HHO yang dihasilkan t = waktu untuk menghasilkan 30 ml gas HHO [s]

20 BROWN S GAS Parameter unjuk kerja mesin bensin: 1. Daya output mesin (bhp) 2. Konsumsi bahan bakar (sfc) sfc = 3600 * mbb bhp * t mbb = massa bahan bakar (kg) bhp = daya output mesin (hp) t = waktu habisnya bahan bakar dalam tabung uji (s) 3. Kadar emisi gas buang

21 FLOWCHART PENELITIAN START STUDI LITERATUR 1. Text book 2. Jurnal ilmiah 3. Penelitian terdahulu 4. Internet 5. Sharing 6. Dll PERSIAPAN ELEKTROLIT Komposisi KOH 30 % dan aquades 70% PERSIAPAN ELEKTRODA Plat SS 316 L (140 mm x 58 mm) PERSIAPAN GENERATOR Generator 6 ruang dengan reservoir (160 mm x 155 mm x 83 mm) UJI KARAKTERISTIK GENERATOR Daya dan Flowrate APLIKASI Pada kendaraan tipe karburator kapasitas 1300 cc (Daihatsu Zebra) PENGUJIAN Daya, emisi dan sfc ANALISA HASIL KESIMPULAN dan SARAN SELESAI

22 Beberapa kriteria yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan Generator Brown s Gas. 1. Elektroda yang digunakan terbuat dari material yang tahan terhadap korosi dan memiliki konduktifitas listrik yang baik. 2. Box generator terbuat dari bahan yang tahan panas hingga suhu 100 o C (berdasarkan percobaan yang pernah dilakukan), dan tidak bereaksi dengan larutan elektrolit (KOH). 3. Tertutup rapat dan tidak terdapat kebocoran pada box, sehingga gas HHO yang dihasilkan tidak bocor dan hanya keluar melalui lubang output. Generator Brown s gas Instalasi pada mobil

23 Uji Karakteristik Generator Brown s Gas 1. Mempersiapkan rangkaian peralatan. 2. Memeriksa generator dari kebocoran 3. Memeriksa sambungan selang dari brown gas ke flowmeter dari kebocoran. 4. Mengisikan elektrolit kedalam generator sesuai level yang ditentukan 5. Menyalakan brown gas dengan menekan saklar ke posisi ON dan biarkan beberapa saat hingga produksinya konstan. 6. Mengukur produksi gas yang dihasilkan. 7. Mencatat hasil pengukuran Instalasi Pengujian Produksi Gas

24 Aplikasi Generator Brown s Gas Pada Mobil Pengujian dilakukan pada DynoTest untuk mengukur besarnya daya yang keluar dari engine pada putaran tertentu beserta uji emisi bahan bakar. DynoTest Daihatsu Zebra 1300 cc Uji Emisi Gas Buang Daihatsu Zebra 1300 cc

25 Analisa Uji Karakteristik Generator Brown Gas 6 Ruang Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar kapasitas produksi gas dari generator brown s gas. Pengujian dilakukan di laboratorium dengan konsentrasi katalis KOH sebesar 30 %. Kapasitas Produksi Gas Pengujian Laju Produksi Gas (ml/mnt) Daya yang Dihasilkan Generator Brown Gas 6 Ruang Grafik Flowrate Gas HHO

26 Untuk mendapatkan hasil pengujian daya, maka digunakanlah metode pengujian pada pengujian chasis DYNOTEST Daihatsu Zebra 1300 cc Uji Daya dengan DYNOTEST

27 Analisa Dan Pembahasan Daya Perbandingan Daya pada Mobil Daihatsu Zebra 1300 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang Pengujian 1 Grafik Daya Mesin Daihatsu Zebra 1300 cc VS Adding Brown s Gas 6 Ruang

28 Analisa Dan Pembahasan Daya Perbandingan Daya pada Mobil Suzuki Carry 1500 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang Pengujian 2 Grafik Daya Mesin Daihatsu Zebra 1300 cc VS Adding Brown s Gas 6 Ruang

29 Analisa Bahan Bakar Spesifik Untuk mendapatkan hasil pengujian sfc / konsumsi bahan bakar spesifik, maka pengambilan data dilakkukan bersamaan saat pengujian daya pada pengujian chasis DYNOTEST. Uji sfc Mobil Daaihatsu Espass 1300 cc Uji sfc Mobil Suzuki Carry 1500 cc

30 Analisa Bahan Bakar Spesifik Perbandingan sfc pada Mobil Daihatsu Zebra 1300 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang n (rpm) sfc (Kg BB/HP Jam) Standart BG 6 Ruang Σ sfc (%) sfc (kg BB/HP Jam) n (rpm) standart BG 6 Ruang Linear (standart) Linear (BG 6 Ruang) Pengujian 1 Grafik Daya Mesin Daihatsu Zebra 1300 cc VS Adding Brown s Gas 6 Ruang

31 Analisa Bahan Bakar Spesifik Perbandingan sfc pada Mobil Suzuki Carry 1500 cc Mesin Standart vs Brown Gas 6 Ruang sfc (Kg BB/HP Jam) n (rpm) Σ sfc (%) Standart BG 6 Ruang sfc (kg BB/HP Jam) n (rpm) standart BG 6 Ruang Linear (standart) Linear (BG 6 Ruang) Pengujian 2 Grafik sfc Mesin Suzuki Carry 1500 cc VS Adding Brown s Gas 6 Ruang

32 Analisa Kadar Emisi Gas Buang Untuk mendapatkan hasil pengujian Emisi Gas Buang, maka pengambilan data dilakkukan di Laboratorium Motor Pembajran Dalam untuk mobil Daihatsu Zebra 1300 cc dengan menggunakan Automotive Emmision Analizer Mobil Uji Emisi Gas Buang dan Rangkaiannya Di Laboratorium MPD Teknik Mesin ITS Surabaya

33 Analisa Kadar Emisi Gas Buang Perbandingan Emisi Gas Buang Mesin Standart Daihatsu Zebra 1300 cc VS Brown Gas Perbandingan Emisi Gas Buang Mesin Standart Suzuki Carry 1500 cc VS Brown Gas

34 Kesimpulan Berdasalkan hasil pengujian yang telah di analisa, maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Flowrate produksi Brown s Gas terbesar pada Brown gas 6 ruang yaitu sebesar 70mL/min. 2. Daya yang dibutuhkan generator terbesar yaitu 9,6 Watt 3. Peningkatan daya terbesar pada brown gas 2 ruang yaitu sebesar 18,08% yaitu 3,2 Hp pada Suzuki Carry 1500 cc sedangkan pada Daihatsu Zebra 1300 cc meningkat sebesar 10,92% yaitu 2,6 Hp 4. Penurunan tingkat konsumsi bahan bakar / sfc terbesar brown gas 6 ruang sebesar 29,72%, pada Daihatsu Zebra 1300 cc sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc menurun sebesar 15,65 %. 5. Penurunan kadar HC pada emisi gas buang pada Brown gas 6 ruang sebesar 171 ppm pada Daihatsu Zebra 1300 cc, sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc tidak terjadi penurunan 6. Penurunan kadar CO pada emisi gas pada brown gas 6 ruang terbesar sebesar 23,07%, pada Daihatsu Zebra 1300 cc sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc menurun sebesar 53,15% 7. Penurunan kadar CO 2 pada emisi gas buang terbesar pada brown gas 6 ruang sebesar 1,53% pada Suzuki Carry 1500 cc, pada Daihatsu Zebra 1300 cc tidak mengalami penurunan 8. Penurunan nilai NOX pada Brown Gas 6 Ruang terbesar sebesar 3,01% pada Daihatsu Zebra 1300 cc. Sedangkan pada Suzuki Carry 1500 cc turun sebesar 2,08%

35 TERIMA KASIH Kami mohon kritik dan saran demi Kesempurnaan Tugas Akhir kami