RANCANG BANGUN ALAT PENGHASIL GAS HIDROGEN UNTUK BAHAN BAKAR KOMPOR

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT PENGHASIL GAS HIDROGEN UNTUK BAHAN BAKAR KOMPOR Maria Riswanti Tadubun, Rika Winarni, Fransiskus Tayi dan Richard Samuel Waremra S.T., M.Si, Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Musamus Merauke Jl. Kamizaun Mopah lama, Merauke Papua Indonesia ABSTRAK - Telah dilakukannya percobaan Rancang Bangun Alat Penghasil gas Hidrogen Untuk Bahan bakar kompor yang bertujuan untuk menghasilkan energi terbarukan dari sumber daya alam yang ada di Merauke. Percobaan ini dilakukan dengan cara memanfaatkan proses elektrolisis pada air sehingga menghasilkan gas hidrogen. Pada percobaan ini dilakukan dengan menggunakan elektroda berbahan stainles steel dan menggunakan tegangan 12 V dan arus 5 A. Dari data yang telah diambil pada percobaan didapatkan hasil pada proses elektrolisis dengan waktu proses 15 menit (900 detik) maka didapatkan gas hidrogen yang dapat menghasilkan api dengan lama 6 detik. Beberapa faktor yang mempengaruhi seperti arus dan tegangan. Semakin besar arus listrik yang digunakan maka semakin cepat pula proses elektrolisis air sehingga dapat menghasilkan gas hidrogen lebih banyak. Jika arus yang digunakan kecil, maka proses elektrolisis akan semakin lambat sehingga gas yang dihasilkan juga akan sedikit. Penggunaan elektroda yang digunakan pada percobaan ini adalah dengan menggunakan pipa stainles steel yang memiliki masa jenis bahan Kg/ dan tahan terhadap korosi dan lebih cepat bereaksi dengan air jika dielektrolisiskan. Pada percobaan ini, pengujian sistem tidak ada pemfilteran gas, dimana pemfilteran gas berguna untuk memisahkan lebih spesifik antara gas oksigen dan gas hidrogen dikarenakan kendala pada arus yang digunakan, yaitu 5 A. Sehingga setelah proses elektrolisa gas akan langsung disalurkan ke tabung penampung hidrogen. Kata Kunci : Elektrolisis air, Gas hidrogen, Energi terbarukan PENDAHULUAN Gas hidrogen merupakan gas paling ringan, sangat mudah terbakar dan dapat menghasilkan sejumlah energi. Gas hidrogen dapat dibuat dengan berbagai cara, antara lain dengan cara elektrolisis air. Elektrolisis air sebagai sumber hidrogen telah lama dipelajari, hanya secara spesifik untuk mencapai efisiensi relatif tinggi perlu dikembangkan dan diteliti lebih lanjut, yakni dengan menvariasi jenis elektrolit, konsentrasi elektrolit, jenis elektroda dan modifikasinya, serta pemanfaatan katalis yang memungkinkan tercapainya efisiensi yang relatif tinggi. Proses elektrolisis telah lama dilakukan, tetapi secara umum biaya yang dikeluarkan untuk menghasilkan hidrogen belum mencapai nilai kompetitif dengan penggunaan bahan bakar minyak. Elektrolisis merupakan perubahan kimia, atau reaksi dekomposisi dalam suatu elektrolit oleh arus listrik. Elektrolit larut dalam pelarut polar (misalnya air) dengan terdisosiasi menjadi ion-ion positif (kation -kation) dan ion-ion negatif (anion - anion). Ion negatif disebut anion karena melalui larutan tertarik ke muatan positif pada anoda, sedangkan ion positif disebut katoda karena melalui larutan akan bergerak menuju muatan negatif (katoda). Air sebagai pelarut bersifat polar. Molekul polar memiliki muatan di ujung molekulnya, yakni muatan positif dan negatif. Muatan ini mampu berantaraksi dengan muatan pada molekul polar lain untuk melarutkannya. Antar molekul-molekul tersebut terjadi transfer atom hidrogen sehingga terbentuk ion hidronium. Penambahan zat elektrolit, misalnya asam, basa atau garam dapat meningkatkan konduktivitas air

2 sehingga proses elektrolisis air menjadi lebih cepat. sel elektrolisis terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Hubungan kuantitatif antara jumlah muatan listrik yang digunakan dan jumlah zat yang terlibat dalam reaksi telah dirumuskan oleh Faraday. Hal ini dapat terjadi karena melibatkan reaksi reduksi-oksidasi yang mengandalkan peran partikel bermuatan sebagai penghantar muatan listrik. membandingkan data yang diperoleh dari literature buku dengan data hasil pengujian kenyataan dilapangan. Hal-hal yang akan dibahas dalam perencanaan inovasi alat penghemat bahan bakar pada kompor berbahan bakar dengan cara elektrolisis air meliputi komponen yang digunakan, diagram blok rangkaian, rangkaian elektrolisis yang direncanakan. METODOLOGI PERCOBAAN Perencanaan (Studi Literatur Perancang an Alat Penguji an Sistem Analisa Data Alat dan Bahan percobaan ini digunakan beberapa alat dan bahan sebagai berikut. 1. Bor tangan 2. Gergaji 3. Obeng 4. Gurinda listrik 5. Tabung elektrolisis 6. Baterai 12 V 100 Ah 7. Pipa ¾ 8. Dop pipa 3/4 9. Elektroda stainles steel 10. Baut 11. Ring baut 12. Mur stainles steel 13. Keran kompor 14. Lem tembak 15. Lem pipa 16. Selang kurungan 17. Selang bening 18. Saletip 19. Steker 20. Balon 21. Air bersih Metode Percobaan Metode yang digunakan adalah dengan menggunakan beberapa cara yaitu sebagai berikut. Tahap-Tahap Percobaan Metode penelitian ini menggunakan studi kepustakaan dan implementasi rangkaian. Studi kepustakaan dilakukan untuk mencari materi yang mendukung dan sesuai dengan materi tugas akhir sedangkan implementasi rangkaian dengan mencoba alat yang dimaksudkan untuk Perancangan Alat Dari percobaan rancang bangun alat penghasil gas hidrogen untuk bahan bakar kompor maka dibuat sebuah rancangan alat seperti pada gambar 3.1 Gambar 3.1 Rancangan alat penghasil gas hidrogen sebagai bahan bakar Proses Kerja Alat Kesimp ulan Proses kerja dari alat ini dapat dijelaskan dari perancangan alat sampai bentuk pemasangan alat yang sebenarnya. Cara kerja dari alat penghemat bahan bakar dengan elektrolisis air ini adalah ketika semua komponen terpasang dan elektroliser dipasangkan pada baterai

3 12 V 100 Ah maka kutub-kutub dari elektroliser akan bersinggungan karena pengaruh larutan elektrolitnya. Dengan adanya aliran listrik pada elektroda menyebabkan timbulnya gelembunggelembung kecil bewarna putih. Inilah proses produksi gas hydrogen-hydrogen oksida (HHO) berlangsung. Gas hydrogen dihasilkan oleh kutub katoda ( -), sedangkan oksigen dihasilkan oleh kutup anoda (+). Gelembung-gelembung gas HHO akan bergerak kepermukaan larutan elektrolit dan melayang keatas dan terisap oleh putaran mesin. Selanjutnya gas HHO akan bercampur dengan campuran bahan bakar dan udara dari karburator. Gas HHO yang mempunyai nilai oktan lebih tinggi, secara otomatis akan meningkatkan kalori bahan bakar. Semakin tinggi nilai oktan suatu bahan bakar, semakin besar daya ledak yang dihasilkan dalam ruang pembakaran. Pengujian Sistem Pengujian alat dalam percobaan yaitu dilakukan pengujian awal dengan menggunakan model mini (prototipe) pada skala laboratorium bertempat di Laboratorium Fisika, Jurusan Pendidikan Fisika, Universitas Musamus Merauke dengan menghasilkan gas hydrogen yang dapat menyalakan kompor. Setelah dilaksanakn pengujian maka akan diambil data secara keseluruhan untuk dianalisis dan disimpulkan. Analisa Data Secara simulasi dan secara langsung dari penelitian, penelitian ini dilakukan dengan menggunakan sampel tanpa adanya penambahan atau pergantian sampel secara terus-menerus. Penelitian ini digunakan alat yang dibuat dan dengan menggunakan tegangan (V) sebesar 12 volt, dan arus (I) yang mengalir sebesar 5 Ampere, yang mana sumber energi listrik tersebut berasal dari power supply. Agar penelitian ini akurat maka pelaksanaan elektrolisis akan dilakukan percobaan yang sama sebanyak dua kali. dianalisa dari karakteristik alat yang dibuat yaitu dengan menggunakan tegangan (V) sebesar 12 volt, dan arus (I) yang mengalir sebesar 5 Ampere dengan daya tampung sebesar 1 liter dan diadakan proses elektrolisis 15 menit maka dihasilkan gas Hidrogen yang dapat menyalakan kompor dalam waktu 6 detik. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Percobaan Dari hasil uji coba sistem (al at) maka didapatkan hasil sebagai berikut. Tabel 1. Proses Elektrolisis dengan menggunakan Tegangan 12 V, Arus 5 A. No Pembahasan Proses Elektrolisis (sekon) Banyaknya Gas yang didapatkan saat dibakar (sekon) Dari data yang telah diambil pada percobaan didapatkan hasil pada proses elektrolisis dengan menggunakan tegangan 12 V dan arus yang mengalir 5 A dengan waktu proses 15 menit (900 detik) maka didapatkan gas hidrogen yang dapat menghasilkan api dengan lama 6 detik. Hal ini disebabkan karena beberapa faktor yang mempengaruhi seperti arus dan tegangan. Semakin besar arus listrik yang digunakan maka semakin cepat pula proses elektrolisis air sehingga dapat menghasilkan gas hidrogen lebih banyak. Jika arus yang digunakan kecil, maka proses elektrolisis akan semakin lambat sehingga gas yang dihasilkan juga akan sedikit. Selain itu, beberapa faktor lain yang mempengaruhi proses elektrolisa air ini adalah pada penggunaan elektroda. Penggunaan elektroda yang digunakan pada percobaan ini adalah dengan menggunakan pipa stainles steel yang memiliki masa jenis bahan Kg/ dan tahan terhadap korosi dan lebih cepat bereaksi dengan air jika dielektrolisiskan. Pada percobaan ini, pengujian sistem tidak ada pemfilteran gas, dimana pemfilteran gas berguna untuk memisahkan lebih spesifik antara gas oksigen dan gas hidrogen dikarenakan kendala pada arus yang digunakan, yaitu 5 A. Sehingga setelah proses elektrolisa gas akan langsung disalurkan ke tabung penampung hidrogen.

4 Grafik Banyaknya gas Hydrogen Proses Elektrolisa 15 Menit DAFTAR PUSTAKA 2. Agar dapat menjadi suatu masukan bagi mahasiswa dalam penerapan ilmu pada bidang fisika dalam kehidupan sehariharinya. Andewi, N. M. A. Y dan Wahyono Hadi Produksi Gas Hidrogen Melalui Proses Elektrolisis Air Sebagai Sumber Energi. Undergraduate paper.pdf diakses pada sabtu, 9 Januari KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan adalah Secara simulasi dan secara langsung dari penelitian, penelitian ini dilakukan dengan menggunakan sampel tanpa adanya penambahan atau pergantian sampel secara terus-menerus. Penelitian ini digunakan alat yang dibuat dan dengan menggunakan tegangan (V) sebesar 12 volt, dan arus (I) yang mengalir sebesar 5 Ampere, yang mana sumber energi listrik tersebut berasal dari power supply. Agar penelitian ini akurat maka pelaksanaan elektrolisis akan dilakukan percobaan yang sama sebanyak dua kali. dianalisa dari karakteristik alat yang dibuat yaitu dengan menggunakan tegangan (V) sebesar 12 volt, dan arus (I) yang mengalir sebesar 5 Ampere dengan daya tampung sebesar 1 liter dan diadakan proses elektrolisis 15 menit maka dihasilkan gas Hidrogen yang dapat menyalakan kompor dalam waktu 6 detik. SARAN Adapun dari percobaan yang dilakukan, penulis ingin memberikan beberapa saran sebagai masukan dalam pelaksanaan percobaan ini sebagai berikut. 1. Agar pemerintah daerah dapat melihat energi terbarukan yang memungkinkan untuk proses pelaksanaannya bagi masyarakat umum dengan menggunakan sumber daya yang ada dilingkungan sekitar. Farid, M. R dkk Perancangan dan Pembuatan Alat Pemproduksi Gas Brown Dengan Metode Elektrolisis Berskala Laboratorium Paper.pdf diakses pada jumat, 8 Januari Iqsan, Muhammad Dkk Pengembangan Kompor Listrik Berbasis Solar Panel. content/uploads/2013/07/pkm-kc- Pengembangan-Kompor-Listrik-Berbasis- Solar-Panel.pdf diakses pada sabtu, 9 Januari Muliawati, Neni Hidrogen Sebagai Bahan Bakar Masa Depan. 06/hidrogen-sebagai-bahan-bakar-massadepan.pdf diakses pada jumat, 8 Januari Omomna, Jerry. 2009, Januari. Kelangkaan Minyak Tanah Kembali Terjadi. Berita Merauke. kelangkaan-minyak-tanah-kembaliterjadi.html diakses pada kamis, 21 Januari Prasetyo, E. E Permintaan Minyak Tanah Meningkat. Kompas Regional. / /Permintaan.Minyak.Tanah.Meni ngkat diakses pada kamis, 21 Januari Ridwan, Muhammad. 2005, Mei. Warga Merauke Kesulitan Membeli Minyak Tanah. Liputan

5 6, dalam -merauke-kesulitan-membeli-minyak-tanah diakses kamis, 21 Januari Dengan Pengaturan Arus dan Temperatur pdf diakses jumat, 22 Januari Sutrisno Pengelolaan Air /26867/4/Chapter%20II.pdf diakses kamis, 21 Januari Tjatur, R.W, dan Nurhayati Supa at Proses Elektrolisa Pada Prototipe Kompor Air