PERANCANGAN ALAT PENGURAI AIR MENJADI GAS HIDROGEN UNTUK EFISIENSI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR 4 TAK (Experimen Pada Mesin Type FD 125 XSD)

Transkripsi

1 PERANCANGAN ALAT PENGURAI AIR MENJADI GAS HIDROGEN UNTUK EFISIENSI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR 4 TAK (Experimen Pada Mesin Type FD 125 XSD) Nofriansyah1, Noviyarsi2, Aidil Ikhsan3 1,2,3 Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta no_free2157@yahoo.co.id Abstract Along with the rapid pace of technological development in the transport industry thus making the need for fuel increased dramatically to make fuel reserves contained in the earth dwindling. To reduce fuel consumption and reduce adverse effects on the environment resulting from the use of gasoline in motor vehicles 4 stroke then one way is to design a tool decomposing water into hydrogen gas for fuel efficiency on a motorcycle 4 stroke. From the test results to the machine type FD 125 XSD obtained the highest fuel economy of 12.5% and the lowest was 3.97%. These savings also affected the weight that is given at the time of testing. Of the design tool decomposing water into hydrogen gas for fuel efficiency in the 4stroke motorcycle is expected to reduce fuel consumption and reduce environmental pollution. Key words : Design, decomposing water, hydrogen gas, efficiency, fuel Pendahuluan hanya menghasilkan uap air sebagai emisi 1. Latar Belakang selama berlangsungnya proses. Seiring dengan perkembangan pesatnya teknologi laju transportasi 2. Landasan Teori Efisiensi sehingga membuat kebutuhan bahan bakar Kata efisien menurut kamus minyak meningkat drastis dan persediaan bahasa bahan bakar minyak yang terkandung dalam untuk mengerjakan (menghasilkan) sesuatu bumi semakin menipis. Bahan bakar minyak (dengan yang berasal fosil adalah sumber energi tenaga, biaya), mampu menjalankan tugas yang tidak diperbaharui dan paling dengan tepat dan cermat, berdaya guna, banyak digunakan. bertepat guna. Sedangkan definisi efisien Salah satu bentuk energi terbarukan Indonesia yaitu tepat tidak membuang-buang sumber pada banyak negara, terutama di negara maju pencapaian hasil yang optimum. daya secara bakar 1. Cadangan Energi Fosil Terbatas yang lebih ramah lingkungan dan lebih efisien. Dimana suplai energi yang dihasilkan sangat bersih karena guna Alasan dilakukannya efisiensi pada penulisan ini adalah : depan waktu, minimum oleh banyak negara akan menjadi bahan masa sesuai yaitu Sedangkan efisiensi adalah penggunaan yang dewasa ini menjadi perhatian besar adalah hidrogen. Hidrogen diproyeksikan atau besar 2. Mengurangi Kerusakan Lingkungan Hidup

2 3. Mengurangi Subsidi Pemerintah untuk Energi Fosil 4. Memberikan Keuntungan bagi Pengguna Energi Premium Premium berasal bensin yang merupakan salah satu fraksi penyulingan minyak bumi yang diberi zat tambahan atau aditif, yaitu Tetra Ethyl Lead (TEL). berbau,bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di dunia. Hidrogen juga adalah unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira 75% total massa unsur alam semesta. Air Premuim mempunyai rumus empiris Ethyl Air merupakan zat yang dibutuhkan Benzena (C8H18). Premium adalah bahan oleh makhluk hidup untuk melangsungkan bakar jenis disilat berwarna kuning akibat kehidupannya.banyak sekali manfaat air, adanya zat pewarna tambahan. Penggunaan mulai premium pada umumnya digunakan untuk memasak, mencuci, bahkan sebagai sumber bahan bakar kendaraan bermotor bermesin pembangkit bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan lain pentingnya, ternyata air dijadikan lain. Bahan bakar ini juga sering disebut sebagai suplemen untuk menghemat bahan motor gasoline atau petrol dengan angka bakar pada berbagai kendaraan. Terlepas oktan adalah 88, dan mempunyai titik didih munculnya beragam kontroversial, beberapa 300C-2000C. Adapun rumus kimia untuk ilmuan pembakaran pada bensin premium adalah kendaraannya dengan menggunakan bahan sebagai berikut: bakar air. 2 C8H O2 16 CO H2O Nama sistematis Nama alternative Rumus molekul Massa Molar Densitas dan fase Titik lebur Titik didih Kalor jenis Pembakaran di atas diasumsikan semua bensin terbakar dengan sempurna. Hidrogen Hidrogen (bahasa Latin: hydrogenium, bahasa Yunani: hydro: air, genes:membentuk) adalah unsur kimia pada tabel periodik yang memiliki simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan kebutuhan tenaga. telah untuk Yang berhasil minum, tidak kalah menjalankan Informasi dan sifat-sifat Air Aqua, Dihidrogen Monoksida, Hidrogen Hidroksida H2O 18,0153 g/mol 0,998 g/cm3 (cairan pada 200C), 0,92 g/cm3 (padatan) 00C (273,15 K) (320F) 100 C ( K) (212 F) 4184 J/(kg.K) (cairan pada 200C) standar, hidrogen tidak berwarna, tidak 2

3 Sepeda motor 4-tak adalah sepeda Elektrolisis Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi motor yang bermesin empat langkah. Disebut empat langkah karena satu siklus kerjanya energy kimia. Komponen yang terpenting dilakukan langkah isap, langkah kompresi, langkah proses elektrolisis ini adalah elektrode dan larutan elektrolit. proses elektrolisis untuk menghasilkan gas adalah tabung elektroliser, elektroda (katoda dan anoda), dan larutan elektrolit. yaitu gerakan piston dalam dua kali putaran poros engkol. Desain (Perancangan) - Desain industri Perhitungan Desainer Amerika (IDSA) mendefinisikan desain industry sebagai jasa professional dalam menciptakan dan Arus listrik adalah banyaknya muatan mengembangkan konsep dan spesifikasi listrik yang mengalir suatu titik yang guna mengotimalkan fungsi-fungsi, nilai berpotensial tinggi ke titik yang berpotensial dan penampilan produk serta system rendah dalam waktu satu detik. Peristiwa untuk mencapai keuntungan yang mutual mengalirnya arus listrik disebabkan karena antara pemakai dan produsen. Menurut adanya elektron yang bergerak. Arus litrik langkah, kali proses kerja terjadi empat langkah Arus Listrik juga empat kerja, dan langkah buang. Jadi, dalam satu Komponen penting yang menunjang hidrogen dalam diartikan sebagai Dreyfuss (1996), para desainer-desainer besarnya industri membantu tim untuk tegangan dibagi besarnya resistansi mencapainya Proses Kerja Sepeda Motor 4 Tak ketika mengembangkan produk-produk baru. - Menurut Nigel Cross (1989), perancangan suatu produk mempunyai bagian yang luas dan menutupi semua aspek proses perancangan, mulai menjelaskan masalah sampai perancangan detail 3. Tujuan Penelitian Merancang dan membuat alat untuk mengurai air menjadi gas hydrogen sebagai campuran bahan bakar 3

4 premium sehingga pemakaian premium yang lebih ramah lingkungan dibandingkan menjadi lebih efisien. dengan meningkatkan produksi bahan bakar. Menghitung efisiensi pemakaian bahan Proses Perancangan bakar premium sebelum dan sesudah menggunakan alat yang dibuat. Metodologi Perancangan Adapun tahap-tahap kegiatan yg dilalui adalah: 4. Perumusan Masalah Pemanfaatan gas hydrogen merupakan suatu upaya untuk menghemat bahan bakar premium serta mengurangi polusi udara akibat hasil pembakaran premium yang menghasilkan karbondioksida (CO2). Penghematan bahan bakar atau konservasi bahan bakar adalah tindakan mengurangi jumlah penggunaan bahan bakar. Penghematan energi dicapai dengan penggunaan bahan bakar secara efisien dimana manfaat yang sama diperoleh dengan menggunakan bahan bakar lebih sedikit, ataupun dengan mengurangi konsumsi dan kegiatan yang menggunakan bahan bakar. Dengan mengurangi emisi, penghematan bahan bakar merupakan bagian penting mencegah atau mengurangi perubahan iklim. Penghematan bahan bakar juga memudahkan digantinya sumber-sumber tak diperbaharui dengan sumber-sumber yang diperbaharui. Penghematan bahan bakar sering merupakan cara paling ekonomis dalam menghadapi kekurangan pasokan bahan bakar, dan merupakan cara Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan merupakan tahap awal suatu metodologi penelitian, dilakukan untuk mengetahui dan melihat secara jelas permasalahan yang ada, sehingga merumuskan kerangka dan ruang lingkup penelitian sebagai dasar dalam menyelesaikan masalah. Penelitian pendahuluan meliputi tentang pengamatan 4

5 terhadap banyaknya antrian yang terjadi di Identifikasi Masalah SPBU pada saat keterlambatn pasokan bahan Tahap bakar oleh PT.PERTAMINA ke salah satu SPBU yang berada di Kota Padang pada saat terjadinya aksi demonstrasi yang dilakukan oleh karyawan PT.PERTAMINA pada bulan November 2012 yang lalu. Penelitian pendahuluan ini dilakukan dengan cara pengamatan langsung atau dengan menggali informasi-informasi melalui media informasi teknologi (internet) dan sebagainya. merupakan identifikasi tahapan masalah untuk mengetahui permasalahan yang terjadi. Penelitian ini dititik beratkan pada efisiensi konsumsi bahan bakar bensin pada sepeda motor. Sepeda motor transportasi adalah yang salah banyak satu alat menyumbang polusi dikarenakan jumlahnya sangat banyak dibandingkan dengan alat tranportasi lainnya. Perumusan Masalah Studi Literatur Pada tahap ini berisikan tentang Salah satu hal yang perlu dilakukan penjelasan permasalahan yang lebih yang dalam persiapan penelitian adalah mendaya detail mengenai pemanfaatan gas hydrogen gunakan sumber informasi yang tersedia. untuk efisiensi bahan bakar bensin pada Studi literatur dilakukan untuk memperoleh sepeda motor yang. Pemakaian bahan bakar dasar bagi usaha pemecahan masalah yang bensin menimbulkan dampak negatif dihadapi. Melalui tahap ini diperoleh konsep- yang harus diperbaiki. konsep, acuan-acuan atau pedoman yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas. Dasar teori tersebut selanjutnya digunakan sebagai pedoman pengolahan data dan penganalisaan, sehingga proses penelitian dan pemecahan masalah dijalankan dengan berdasarkan kepada suatu logika tertentu. Studi literatur dilakukan dengan pengumpulan referensi-referensi mengenai Elektrolisis, reaksi-reaksi kimia pemisahan Penetapan Tujuan Setelah mengetahui masalah yang terjdi sebenarnya dan mempunyai dampak negatif terhadap penggunaannya, maka perlu dilakukan pembahasan. Agar pembahasan yang dilakukan nantinya sesuai dengan yang diharapkan, maka perlu dilakukan eksperimen. Pengkajian Sistem Tahapan pengkajian Oksigen dan Hidrogen yang terjadi pada merupakan pada sebenarnya. Objek penelitian adalah efisiensi air tawar, cara-cara prototipe alat elektrolisis. pembuatan gambaran system kondisi konsumsi bahan bakar sepeda motor dan 5

6 eksperimen alat pengurai air menjadi hidrogen. seperti yang digambarkan dengan model kotak hitam dibawah ini : Proses Perancangan Sodium Bicarbonate Air Adapun tahap-tahap proses perancangan alat pengurai air menjadi hydrogen digambarkan sebagai berikut : Oksigen Bongkar AlatPengurai Pasang Sirkulasi Elektrolisa MesinMati Ergonomis, Aman& Ekonomis Hidrogen TidakMeledak MotorHidup 1. Klasifikasi tujuan perancangan ArusAC Dioda ArusDC 3. Setting kebutuhan Setting kebutuhan rancangan dilihat dalam table berikut: No Analisa fungsi Berdasarkan perancangan alat klasifikasi pengurai tujuan air manjadi hydrogen ini yaitu mengurai molekul air menjadi hydrogen sehingga menghemat pemakaian bahan bakar bensin, Kebutuhan Rancangan Ergonomis - Alat mudah dibongkar - Alat mudah dipasang Aman - Bagi pengguna - Bagi kendaraan Ekonomis - Material - Biaya produksi Estetika - Bentuk yang menarik - Serasi dengan sepeda motor Gas hydrogen yang dihasilkan banyak Tabung pengurai air tidak cepat panas Ukuran tabung pengurai - Panjang - Diameter Perawatan alat - Mudah dibersihkan - Biaya perawatan kecil Kebutuhan Keinginan 4. Penetapan karakteristik rancangan Penetapan karakteristik rancangan alat pengurai air menjadi hydrogen ditentukan berdasarkan keinginan pemakai alat itu sendiri dan diaplikasikan terhadap teknologi dan desain yang digunakan untuk merancang 6

7 agar memenuhi keinginan konsumen. Pembuatan Desain Alat 5. Pengembangan alternatif Pada tahap ini dilakukan pengembangan alternatif rancangan yang cakupannya diperluas. Berdasarkan alternatife setiap fungsi diatas dilihat kombinasi alternatif desain alat pengurai air dalam daigram morfologi berikut : 6. Pemilihan Alternatif Persentase yang telah di tersebut akan digunakan selanjutnya untuk pembobotan pohon rancangan yang akan dibahas berikut ini : 7

8 Persiapan Alat Dan Bahan Data Hasil Uji Dengan Menggunakan Alat Pengurai Air Putaran Mesin (RPM) vs Konsumsi BBM Kecepatan Laju Sepeda Motor (km/jam) vs Jarak Yang Ditempuh (m) Perbandingan Hasil Uji Persentase Berdasarkan Penghematan Putaran Bahan Mesin Bakar (RPM) vs Konsumsi BBM Hasil dan Pembahasan Data Hasil Uji Sebelum Menggunakan Alat Pengurai Air Putaran Mesin (RPM) vs Konsumsi BBM Persentase Penghematan Bahan Bakar Berdasarkan Kecepatan Laju Sepeda Motor (km/jam) vs Jarak Yang Ditempuh (m) Kecepatan Laju Sepeda Motor (km/jam) vs Jarak Yang Ditempuh (m) Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan pada tugas akhir ini diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Material untuk membuat tabung pengurai air harus terbuat Stainless Steel, 8

9 karena sifat Stainless Steel jika diberi tidak mustahil air bisa dijadikan sebagai arus listrik tidak terjadi medan magnet. bahan bakar alternatif untuk dimasa yang 2. Campuran cairan elektrolit untuk mempercepat proses elekrolisa adalah akan datang. 2. Semoga apa yang ditulis dalam tugas harus ditambah Sodium Bicarbonate. akhir ini dikembangkan lebih lanjut 3. Arus listrik yang digunakan dalam proses sehingga bisa mengurangi pemanasan penguraian air menjadi hydrogen berasal global dan emisi gas buang. Bayangkan Spull sepeda motor yang disearah yang terjadi terhadap lingkungan dan kan dengan menggunakan Dioda Bridge kesehatan sehingga tidak menyebabkan sengatan kendaraan bermotor menggunakan alat listrik jika tersentuh pengguna dan pengurai air menjadi hydrogen. gangguan lain. masyarakat jika setiap 3. Dalam perancangan alat pengurai air 4. Dari hasil uji coba dibuktikan menjadi hydrogen ini tidak lepas bahwa air bisa menjadi bahan untuk kekurangan, oleh karena itu diprelukan menghemat pada kritik dan saran untuk lebih sempurnanya sepeda motor dan membuat tenaga perancangan alat pengurai air menjadi sepeda motor lebih responsif hydrogen ini. pemakaian bensin 5. Efisiensi bahan bakar bensin pada sepeda motor mesin type FD 125 XSD dengan menggunakan alat pengurai air berdasarkan pengujian yang tertinggi adalah 12,5 % dan yang terendah adalah 3,97 % Saran Ucapan Terima Kasih 1. Ibu Noviyarsi ST, M.Eng selaku dosen Pembimbing I sekaligus Pembimbing Akademik Penulis sertaa kordinator Tugas Akhir yang telah meluangkan waktu serta memberikan bimbingan dan arahan dengan penuh kesabaran selama awal Ada beberapa hal yang dijadikan masa pendidikan hingga pembuatan Tugas saran dalam perancangan alat pengurai air Akhir ini. Semoga Ibu dan Keluarga selalu menjadi hydrogen ini, yaitu : dipenuhi cinta dan kasih sayang Allah 1. Diharapkan pada masa yang akan datang rancangan alat pengurai air menjadi hydrogen ini dibuat lebih menarik dan lebih banyak menghasilkan gas hydrogen agar ketergantungan pemakaian bahan bakar bensin berkurang dan SWT. 2. Bapak Aidil Ikhsan, ST, MT selaku dosen Pembimbing II Tugas Akhir yang telah meluangkan waktu serta memberikan bimbingan dan masukan-masukan yang sangat berharga. 9

10 Daftar Pustaka Air, ( dikutip 10 Oktober 2012 jam WIB). Alberty, R.A. dan Daniels, F. (1980). Physical Chemistry. Terjemahan Surdia, N.M. Jakarta: Erlangga. Alois Koller, 1986, Rangkaian Arus Listrik, PT. Intermasa, Jakarta. Arismunandar, W Motor Bakar Torak. Jakarta: Pradya Paramita. Herring S., High 2004, Electrolysis, Engineering Temperature Idaho and National Environmental Laboratory, Gaithersburg. Hidrogen, ( dikutip pada 10 Oktober 2012 jam WIB). Meyer, Stanley A Method For The Production of a Fuel Gas. United States Patent, Patent Number Sudirman, Urip Hemat BBM dengan Air. cetakan kedua. Jakarta. 10