Diapositiva 1 - Digilib ITS - Institut Teknologi Sepuluh Nopember

PRODUKSI GAS HIDROGEN
MELALUI PROSES ELEKTROLISIS
SEBAGAI SUMBER ENERGI
Oleh:
Ni Made Ayu Yasmitha Andewi
3307.100.021
Dosen Pembimbing:
Prof. Dr.Ir. Wahyono Hadi, M.Sc
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
2011
LATAR BELAKANG
MINYAK
BUMI
GAS
HIDROGEN
(H2)
AIR DI
LAUT
ELEKTROLISIS
RUMUSAN MASALAH
Bagaimana produksi gas hidrogen terhadap proses
elektrolisis menggunakan jenis elektroda (stainless steel)
pada katoda?
Bagaimana pengaruh variasi tegangan proses elektrolisis
terhadap gas yang dihasilkan?
Bagaimana pengaruh variasi kadar salinitas proses
elektrolisis terhadap gas yang dihasilkan?
RUANG LINGKUP
1. Salinitas yang divariasikan 0,5‰; 15‰; 35‰
TABEL KLASIFIKASI AIR BERDASARKAN SALINITAS
2. Tegangan yang divariasikan 2,1V; 6V; 12V
Katoda:4e- + 4H2O  2H2 + 4OH- Eo = - 0,83V
Anoda: 2H2O  4H+ + O2 +4eEo = - 1,23V
6H2O  2H2 + O2 + 4OH- + 4H+ Eo = - 2,06 V
TUJUAN
Menganalisis volume (mL) gas hidrogen menggunakan elektroda
(stainless steel) pada katoda
Menganalisis variasi tegangan yang mempunyai volume (mL) gas
optimum pada proses elektrolisis untuk produksi gas hidrogen
Menganalisis variasi salinitas yang mempunyai volume (mL) gas
optimum pada proses elektrolisis untuk produksi gas hidrogen
MANFAAT PENELITIAN
Memberikan informasi terhadap produksi
gas hidrogen melalui proses elektrolisis
yang dapat digunakan sumber energi
alternatif.
TINJAUAN PUSTAKA
•Elektrolit NaCl
•Elektrolisis
•Gas hidrogen (H2)
ELEKTROLISIS
Katoda:4e- + 4H2O
2H2 + 4OHAnoda:2H2O
4H+ + O2 +4e6H2O
2H2 + O2 + 4H- + 4H+
Eo = - 0,83V
Eo = - 1,23V
Eo = - 2,06 V
Berdasarkan nilai Eo (-) dikatakan reaksi
tersebut bereaksi secara tidak spontan,
diperlukan sumber energi listrik dari luar
Setengah Reaksi Setengah Reaksi
F2(g) + 2e- F-(aq)
Eo (V)
+2,87
S2O42-(aq)+2e- 2SO42-(aq)
+2,01
-
+3H+
+2e-
PbSO4(s)+2H2O(l)
PbO2(s)+HSO4 (aq)
(aq)
+
2HOCl(aq)+2H (aq) +2e Cl2(g) + 2H2O(l)
MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 8e- Mn2+(aq) + 4H2O(l)
BrO3-(aq) + 6H+(aq)+ 6e- Br(aq) +3H2O(l)
Au3+(aq) + 3e- Au(s)
+1,69
+1,63
+1,51
+1,46
+1,42
Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq)
+1,36
O2(g) + 4H+(aq)+3e- 2H2O(l)
+1,23
Br2(aq) +
2e-
-
NO3 (aq) +
Ag+
2Br-
+1,07
(aq)
4H+
(aq)
+
3e-
NO(g) +2H2O(l)
e-
Ag(s)
(aq) +
3+
Fe (aq) + e Fe2+(aq)
I2(s) + 2e- 2I-(aq)
NiO2(s) + 2H2O +2e- Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)
+0,96
SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- SO2(g) + 2H2O(l)
+0,80
+0,77
+0,54
+0,49
+0,34
+0,17
AgBr(s) + e- Ag(s) + Br(aq)
+0,07
2H+
0
(aq)
+
2e-
H2(g)
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s)
Ni2+(aq) + 2e- Ni(s)
Cn2+(aq) + 2e- Cn(s)
PbSO4(s) + H+(aq) +2e- Pb(s) + HSO4(aq)
Cd2+(aq) + 2e- Cd(s)
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s)
Cr3+(aq)+ 3e- Cr(s)
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s)
2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq)
Al3+(aq) + 3e- Al(s)
Mg2+(aq) +2e- Mg(s)
Na+(aq) + e- Na(s)
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s)
K+(aq) + e- K(s)
Li+(aq) + e- Li(s)
-0,14
-0,25
-0,28
-0,36
-0,40
-0,44
-0,74
-0,76
-0,83
-1,66
-2,37
-2,71
-2,76
-2,92
-3,05
Tabel 2.4 (Potensial Reduksi) menyatakan
bahwa
2Cl-  Cl2 + 2e2H2O  O2 + 4H+ + 4eNa+ + e-  Na
2H2O + 2e-  H2 + 2OH-
E0 = -1,36V
E0 = -1,23V
E0 = -2,71V
E0 = -0,83V
Katoda:4e- + 4H2O  2H2 + 4OHAnoda: 2H2O  4H+ + O2 +4e6H2O  2H2 + O2 + 4OH- + 4H+
Sumber: Murry, 2001
Tahapan Penelitian
REAKTOR ELEKTROLISIS
CARA KERJA
ELEKTROLISIS
Atom oksigen membentuk sebuah
ion bermuatan negatif (OH-) tertarik
ke kutub positif dan atom hidrogen
membentuk sebuah ion bermuatan
positif (H+) tertarik ke kutub negatif.
(Dogra,1990).
Gas oksigen
Gas hidrogen
Elektroda dialiri arus listrik (DC) sehingga senyawa pada elektrolit
terpecah membentuk ion-ion dan terjadi proses reduksi oksidasi
yang akan menghasilkan gas, dapat dilihat pada reaksi kimia di
bawah ini :
Anoda : 2H2O  4H+ + O2 + 4eKatoda : 4H2O + 4e-  2H2 + 4OH-
katoda
anoda
-
e
e
e
e
HASIL PENELITIAN
Grafik Produksi Gas Tegangan 6 Volt
Grafik Produksi Gas Tegangan 12Volt
HASIL PENELITIAN
Grafik Produksi Gas Tegangan 2,1 Volt
Grafik Produksi Gas Tegangan 12 Volt
Grafik Produksi Gas Tegangan 6 Volt
HASIL PENELITIAN
Grafik Produksi Gas Tegangan 2,1 Volt
Grafik Produksi Gas Tegangan 12 Volt
Grafik Produksi Gas Tegangan 6 Volt
Pengamatan pH dan Salinitas
Anoda: 2Cl-  Cl2 + 2eCl2 + H2O  HOCl + HCl
Katoda: Na+ + e-  Na
2Na + 2H2O  H2 + 2NaOH
KESIMPULAN
Penelitian mengenai Produksi Gas Hidrogen Melalui Elektrolisis sebagai
sumber energi dengan elektrolit NaCl dapat disimpulkan sebagai berikut:
• Proses elektrolisis dapat dilakukan untuk produksi
gas hidrogen (H2) didapatkan hasil optimum yaitu
sebesar 98mL dalam waktu 3jam (180menit).
• Produksi gas hidrogen hingga 98 mL pada
penggunaan alat elektrolisis variasi tegangan
sebesar 12 volt.
• Produksi gas hidrogen hingga 98 mL pada
penggunaan alat elektrolisis variasi salinitas
sebesar 35‰.
SARAN
• Pada penelitian berikutnya diperlukan jarak
elektroda lebih dekat untuk mendapatkan kuat
arus yang besar
• Pada penelitian berikutnya perlu dilakukan
penelitian yang sama dengan menggunakan
elektroda dengan ukuran bervariasi
• Pada penelitian selanjutnya pengukuran terhadap
oksigen terlarut pada anoda