Produksi Gas Oksigen Melalui Proses Elektrolisis Air Laut Sebagai Sumber Energi Ramah Lingkungan

Transkripsi

1 Produksi Gas Oksigen Melalui Proses Elektrolisis Air Laut Sebagai Sumber Energi Ramah Lingkungan Oleh: Anindita Hardianti ( ) Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Wahyono Hadi, MSc

2

3

4

5

6

7 Ruang lingkup penelitian 1. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium di Laboratorium Jurusan Teknik Lingkungan pada reaktor yang telah direncanakan (lihat Gambar 3.2 dan Gambar 3.3); 2. Air laut yang digunakan untuk penelitian ini merupakan air laut buatan yang terbuat dari kristal NaCl dan air murni hasil destilasi (aquadest) dengan kadar salinitas yang divariasikan (0,5, 10 dan 35 ); 3. Larutan KOH yang digunakan untuk penelitian ini terbuat dari kristal KOH dan air murni hasil destilasi (aquadest) dengan kadar elektrolit yang disetarakan molaritasnya dengan air laut buatan (0,00982M, 0,157M dan 0,559M); 4. Sumber energi yang digunakan untuk proses elektrolisis ialah listrik dari PLN yang telah disambungkan ke laboratorium Jurusan Teknik Lingkungan ITS dengan tegangan yang divariasikan dengan adaptor (2,1 V, 9 V dan 13 V); 5. Elektroda yang digunakan dalam penelitian ini adalah grafit (anoda) - grafit (katoda); 6. Grafit yang digunakan dalam penelitian ini adalah grafit yang berasal dari pensil 8B, berdiameter 0,4cm; 7. Panjang grafit yang tercelup pada larutan anoda 1,5cm; 8. Panjang grafit yang tercelup pada larutan katoda 2cm.

8 Elektrolit Air Laut Reaksi Reduksi-Oksidasi Sel Elektrokimia Gas Oksigen Penelitian Terdahulu

9

10 No. Variabel Elektrolit Kadar elektrolit Tegangan listrik (Volt) Kode Uji 1 NaCl 0,5%0 2,1 N1V1 2 NaCl 0,5%0 9 N1V2 3 NaCl 0,5%0 13 N1V3 4 NaCl 10%0 2,1 N2V1 5 NaCl 10%0 9 N2V2 6 NaCl 10%0 13 N2V3 7 NaCl 35%0 2,1 N3V1 8 NaCl 35%0 9 N3V2 9 NaCl 35%0 13 N3V3 10 KOH 0,00982M 2,1 K1V1 11 KOH 0,00982M 9 K1V2 12 KOH 0,00982M 13 K1V3 13 KOH 0,157M 2,1 K2V1 14 KOH 0,157M 9 K2V2 15 KOH 0,157M 13 K2V3 16 KOH 0,559M 2,1 K3V1 17 KOH 0,559M 9 K3V2 18 KOH 0,559M 13 K3V3

11

12 Alat Alat untuk membuat larutan elektrolit Reaktor Alat pengukur salinitas, TDS dan ph larutan Bahan Larutan NaCl Larutan KOH Larutan KI

13 Volume Gas Oksigen (ml) Produksi Gas Oksigen Melalui Elektrolisis Larutan Elektrolit Larutan KOH 0,00982M Larutan NaCl 0,00982M Larutan KOH 0,157M Larutan NaCl 0,157 Larutan KOH 0,559M Tegangan (volt) Pada umumnya, produksi gas oksigen berbanding lurus dengan besar energi potensial/tegangan dan kadar elektrolit pada larutan yang dielektrolisis. Diluar itu, produksi gas oksigen pada larutan KOH lebih besar dari larutan NaCl Katoda: 4e - + 4H 2 O 2H 2 + 4OH - E o = - 0,83V Anoda: 2H 2 O 4H + + O 2 +4e - E o = - 1,23V

14 Aplikasi dengan Gas percobaan N3V3 Energi yang digunakan untuk menghasilkan gas oksigen sebanyak 8.2mL dan gas hidrogen sebanyak 59.5mL, adalah 9.898kJ. Energi yang dihasilkan per gas mol gas hidrogen adalah 0.177kJ Aplikasi dengan Gas percobaan K3V3 Energi yang digunakan untuk menghasilkan gas oksigen sebanyak 26.3mL dan gas hidrogen sebanyak 66.2mL, adalah kJ. Energi yang dihasilkan per gas mol gas hidrogen adalah 0.568kJ

15 A n a l i s a A N O VA Hasil dari analisis balance ANOVA adalah jenis elektrolit, kadar elektrolit dan tegangan memiliki pengaruh terhadap produksi gas oksigen.

16 1. Seluruh percobaan dalam penelitian ini menghasilkan gas oksigen tanpa ada pembentukan gas klorin pada elektrolisis larutan NaCl. Volume gas oksigen terendah adalah 0,1mL yang terjadi pada percobaan N1V1 (NaCl; 5 ; 2,1V), N1V2 (NaCl; 5 ; 9V), N1V3 (NaCl; 5 ; 13V) dan N2V1 (NaCl; 10 ; 2,1V). Volume gas oksigen tertinggi adalah 26,3mL yang dihasilkan pada percobaan K3V3 (KOH; 0,559M;13V). 2. Gas oksigen yang terbentuk pada penelitian ini belum dapat diaplikasikan sebagai energi ramah lingkungan, karena hanya menghasilkan energi sebesar 1,8% dari energi yang digunakan. 3. Jenis elektrolit, kadar elektrolit dan tegangan listrik berpengaruh terhadap produksi gas oksigen, Jenis elektrolit KOH menghasilkan gas oksigen terbesar, yaitu 26,3mL. Kadar elektrolit tertinggi (0,559M) menghasilkan gas oksigen terbesar yaitu 26,3mL. Tegangan listrik tertinggi (13 V) menghasilkan gas oksigen terbesar yaitu 26,3mL

17 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan memperkecil jarak elektroda; Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mencari luas permukaan elektroda optimum; Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan aplikasi elektrolisis air laut pada motor nelayan dengan sumber energi kinetik motor yang diubah menjadi energi listrik dengan dinamo DC; Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut menggunakan laboratory DC power supply yang dapat mengatur arus dan tegangan; Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan mengukur DO (Dissolved Oxygen) pada larutan sebelum dan sesudah proses elektrolisis.