LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE HYDROGEN GENERATOR WITH INSULATING COTTON

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE HYDROGEN GENERATOR WITH INSULATING COTTON (Pengaruh Variasi Konsentrasi Potassium Hydroxide Terhadap Produksi Gas Hidrogen) Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan S1 (Terapan) pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang OLEH : AZHARUL WARDI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016

2 LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE HYDROGEN FUEL GENERATOR WITH INSULATING COTTON (Pengaruh Variasi Konsentrasi Potassium Hydroxide Terhadap Produksi Gas Hidrogen) Oleh: AZHARUL WARDI Pembimbing I, Palembang, Juli 2016 Pembimbing II, Ir. Erlinawati, M.T. Zurohaina, S.T., M.T NIP NIP Mengetahui, Ketua Program Studi S1 (Terapan) Teknik Energi Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia Ir. Arizal Aswan, M.T. Adi Syakdani, S.T., M.T NIP NIP

3 Telah Diseminarkan Dihadapan Tim Penguji Di Jurusan Teknik Kimia Program Studi S1 Terapan Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Pada Tanggal 4 Agustus 2016 Tim Penguji : Tanda Tangan 1. Ir. Arizal Aswan, M.T. ( ) NIP Ir. K.A. Ridwan, M.T. ( ) NIP Ir. Hj. Sutini Pujiastuti Lestari, M.T. ( ) NIP Palembang, Agustus 2016 Mengetahui, Ketua Program Studi S1 (Terapan) Teknik Energi Ir. Arizal Aswan, M.T. NIP

4 Motto : Cara untuk menjadi di depan adalah memulai sekarang. Jika memulai sekarang, tahun depan Anda akan tahu banyak hal yang sekarang tidak diketahui, dan Anda tak akan mengetahui masa depan jika Anda menunggu-nunggu. - Nabi Muhammad SAW Your Time is Limited, Dont Waste It Living Someone Else's Life. (Waktu Kamu Sangat Terbatas, Jangan Membuang Waktu Kamu Dengan Hidup Didalam Kehidupan Orang Lain). - Steve Jobs Success needs a process. (Kesuksesan itu membutuhkan suatu proses). Cinta itu tidak dapat berbicara, tetapi berarti segalanya. Kupersembahan Untuk : Allah SWT beserta Rasul-Nya yang selalu menemani setiap langkah kaki ini. Kedua orang tua yang telah bersusah payah memberikan yang terbaik untukku dan tanpa lelah selalu mendoakanku. Kakak-kakak ku yang selalu memberiku semangat dan doa Semua keluarga besarku yang selalu mendoakanku. Kedua pembimbingku Ir. Erlinawati, M.T dan Zurohaina., S.T., M.T yang tanpa lelah memberikan bimbingan sampai selesainya laporan ini. Pak Ahmad Zikri, S.T., M.T yang selalu memberikan saran dan masukan kepada kami. Pak Widodo yang selalu menolong dan memberikan masukan sampai alat yang kami buat selesai. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Beserta Staff di Jurusan Teknik Kimia terutama di DIV Teknik Energi terima kasih atas segala bantuannya. Teman Seperjuangan Daniel Frendi, Egit Andhika Putra dan Tanti Haryati serta Teman Teman di DIV Teknik Energi Polsri.

5 ABSTRAK PROTOTYPE HYDROGEN FUEL GENERATOR WITH INSULATING COTTON (Pengaruh Variasi Konsentrasi Potassium Hydroxide Terhadap Produksi Gas Hidrogen) (Azharul Wardi, 2016, 57 Lembar, 22 Tabel, 32 Gambar, 4 Lampiran) Pemanfaatan air sebagai energi alternatif salah satunya adalah dengan mengubahnya menjadi bentuk gas melalui proses elektrolisis dengan bantuan elektrolit. Selain itu, untuk mengubah air menjadi gas tersebut dibutuhkan aliran arus listrik dan sel elektroda untuk menguraikan air menjadi gas hidrogen dan oksigen. Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan KOH. Adapun variasi konsentrasi larutan KOH yang digunakan adalah 0,25, 0,50, 0,75, 1,00 dan 1,25 M dengan elektroda berupa batang stainless steel dengan dimensi panjang 30 cm untuk anoda dan 8 cm untuk katoda dengan diameter 1 inchi. Dari permasalahan tersebut, maka dirancang Prototype Hydrogen Fuel Generator with Insulating Cotton. Tujuan pembuatan alat ini adalah digunakan untuk menghasilkan gas hidrogen dengan cara memisahkan zona antara gas H2 dan O2 yang dihasilkan. Dari hasil pengolahan data, produksi gas hidrogen yang dihasilkan meningkat seiring dengan pekatnya konsentrasi larutan elektrolit KOH yang dipakai. Produksi gas hidrogen tertinggi diperoleh pada konsentrasi larutan KOH 1,25 M yaitu 950,8 ml dan produksi gas hidrogen yang paling rendah pada konsentrasi 0,25 M yaitu 142,9 ml. Dari hasil tersebut diperoleh efisiensi kinerja alat yang telah dilakukan dapat diperoleh efisiensi kinerja alat. Efisiensi kinerja alat dengan larutan KOH yaitu 14,81 %. Kata Kunci : Air, Larutan Elektrolit, Hidrogen, Efisiensi.

6 ABSTRACT PROTOTYPE HYDROGEN FUEL GENERATOR WITH INSULATING COTTON (Effect of Potassium Hydroxide Concentration Variations for Hydrogen Gas Production) (Azharul Wardi, 2016, 57 Pages, 22 Tables, 32 Pictures, 4 Appendixes) Utilization of water as an alternative energy one is to turn it into a gaseous form through the process of electrolysis with electrolyte. In addition, to convert water into the gas needed flow of electrical current and the cell electrodes to decompose water into hydrogen and oxygen gas. Electrolyte solution used was KOH solution. The variation of the concentration of KOH solution used was 0.25, 0.50, 0.75, 1.00 and 1.25 M with electrodes in the form of stainless steel rods with dimensions of length 30 cm and 8 cm for the anode to the cathode with a diameter of 1 inch. From that problem, the Prototype Hydrogen Fuel Generator with Insulating Cotton is designed. The purpose of this tool is used to generate hydrogen gas through the separation zone between the H2 and O2 gases are produced. From the data processing, the production of hydrogen gas produced increases with the thick concentration of KOH electrolyte solution used. The highest production of hydrogen gas is obtained at a concentration of 1.25 M KOH is 950,8 ml and the production of hydrogen gas is lowest at a concentration of 0.25 M is 142,9 ml. The results obtained from the performance efficiency tool that has been done can be obtained efficiency of the performance. Efficiency performance with KOH is 14,81 %. Keywords: Water, Electrolit, Hydrogen, Efficiency.

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Prototype Hydrogen Generator with Insulating Cotton (Pengaruh Variasi Konsentrasi Potassium Hydroxide Terhadap Produksi Gas Hidrogen). Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Tugas Akhir pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi di Politeknik Negeri Sriwijaya. Tugas Akhir ini didasarkan pada studi rancang bangun yang dilakukan pada bulan April-Juni Selama penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat : 1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Adi Syakdani, S.T., M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik negeri Sriwijaya. 3. Ahmad Zikri, S.T., M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik negeri Sriwijaya. 4. Ir. Arizal Aswan, M.T, selaku Ketua Program studi Teknik Energi Jurusan Teknik Kimia Politeknik negeri Sriwijaya. 5. Ir. Erlinawati, M.T, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak membantu selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Zurohaina, S.T., M.T, selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak membantu selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini. 7. Seluruh Staf Pengajar, Administrasi, dan Jurusan Teknik Kimia terutama di DIV Teknik Energi atas bantuan dan kemudahan yang diberikan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8 8. Kedua orang tua dan saudara-saudara saya yang telah memberikan do a, restu, motivasi, bantuan moril dan semangat serta dukungannya selalu penyelesaian Tugas Akhir ini. 9. Terima kasih kepada Daniel Frendi, Egit Andhika Putra dan Tanti Haryati atas segala bantuannya, secara langsung maupun tak langsung. 10. Teman-teman 8 EGB dan teman-teman Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang Angkatan 2012 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu, terima kasih atas masukan dan bantuannya yang telah diberikan selama ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan ridho- Nya kepada kita, Amin. Palembang, Agustus 2016 Penulis

9 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Manfaat Rumusan Masalah... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Elektrolisis Generator HHO Flashback Arrestor Gas Hidrogen Menghitung Jumlah Gas yang Dihasilkan Menghitung Effisiensi BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pendekatan Desain Fungsional Pendekatan Desain Struktural Desain Alat Prototype Hydrogen Fuel Generator with Insulating Cotton Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Perlakuan dan Rancangan Percobaan Prosedur Percobaan BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pembahasan BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran vi viii x xi xiii viii

10 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

11 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Ketetapan Fisik Air Pembagian Kelas Bahan Penyekat Sifat Fisik Gas Hidrogen Perbandingan Kalor Produksi Gas dengan Variasi Konsentrasi Elektrolit KOH secara Praktek Efisiensi Kinerja Alat pada Masing Masing Variasi Konsentrasi Data Pengamatan Volume Hasil Elektrolisis Data Pengamatan Hasil Proses Elektrolisis Berat KOH yang Diperlukan untuk Tiap Konsentrasi Data Tekanan Tabung Produksi Gas Secara Teoritis pada 15 Volt Produksi Gas Secara Teoritis pada 14 Volt Produksi Gas Secara Teoritis pada 13 Volt Produksi Gas Secara Teoritis pada 12 Volt Produksi Gas Secara Teoritis pada 11 Volt Produksi Gas Secara Praktek pada 15 Volt Produksi Gas Secara Praktek pada 14 Volt Produksi Gas Secara Praktek pada 13 Volt Produksi Gas Secara Praktek pada 12 Volt Produksi Gas Secara Praktek pada 11 Volt Effisiensi Kinerja Alat pada Masing Masing Variasi Konsentrasi Neraca Massa pada Alat Prototype Hydrogen Fuel Generator with Insulating Cotton x

12 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Deret Volta Proses Elektrolisis pada Larutan Asam Generator HHO Stainless Steel Tampak Samping Prototype Hydrogen Fuel Generator Tampak Atas Prototype Hydrogen Fuel Generator Tampak Depan Prototype Hydrogen Fuel Generator Pengaruh Konsentrasi Larutan KOH terhadap Produksi Gas Hidrogen Pengaruh Konsentrasi Larutan KOH terhadap Produksi Gas Oksigen Pengaruh Konsentrasi Larutan KOH terhadap Effisiensi Kinerja Alat Blok Diagram Alir Neraca Massa pada Alat Prototype Hydrogen Fuel Generator with Insulating Cotton Neraca Massa pada Alat Prototype Hydrogen Fuel Generator with Insulating Cotton Flashback Arrestor DC Power Suppy Tabung Penampungan Gas Tabung Filter Gas Pipa Stainless (Anoda) Pipa Stainless (Katoda) Pipa Sambungan Sok Drat Dalam Pipa Sambungan Sok Drat Luar Pipa Sambungan T Pipa Sambungan L Ruang Kontrol ON/OFF dan Tegangan Alat Ukur Tangmeter Bahan Penyekat Katun Pemasangan Elektroda Pemasangan Kerangka Alat dan Susunan Elektroda xi

13 28. Pemasangan Tabung Gas Penampungan dan Filter Gas Finishing Alat Sebelum Dilakukan Pengecatan Finishing Alat Setelah Dilakukan Pengecatan Perbesaran 100x terhadap Bahan Penyekat Katun Perbesaran 2500x terhadap Bahan Penyekat Katun xii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Data Pengamatan Perhitungan Gambar Surat-Surat xiii