Produksi Gas Oksigen Melalui Proses Elektrolisis Air Laut Sebagai

Produksi Gas Oksigen Melalui Proses
Elektrolisis Air Laut Sebagai Sumber
Energi Ramah Lingkungan
Oleh:
Anindita Hardianti (3307100015)
Dosen Pembimbing:
Prof. Dr. Ir. Wahyono Hadi, MSc
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.
Elektrolit
Air Laut
Reaksi Reduksi-Oksidasi
Sel Elektrokimia
Gas Oksigen
Penelitian Terdahulu
No.
Variabel
Kode Uji
Elektrolit
Kadar elektrolit
Tegangan listrik (Volt)
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
Alat
• Alat untuk membuat
larutan elektrolit
• Reaktor
• Alat pengukur salinitas
, TDS dan pH larutan
Bahan
• Larutan NaCl
• Larutan KOH
• Larutan KI
Volume Gas Oksigen (mL)
Produksi Gas Oksigen Melalui Elektrolisis Larutan
Elektrolit
30
Larutan KOH
0,00982M
Larutan NaCl
0,00982M
Larutan KOH
0,157M
Larutan NaCl
0,157
Larutan KOH
0,559M
25
20
15
10
5
0
0
3
6
9
Tegangan (volt)
12
15
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- + 4H2O ⇌ 2H2 + 4OHAnoda: 2H2O ⇌ 4H+ + O2 +4e-
Eo = - 0,83V
Eo = - 1,23V
Aplikasi dengan Gas
percobaan N3V3
Aplikasi dengan Gas
percobaan K3V3
• Energi yang digunakan
untuk menghasilkan gas
oksigen sebanyak 8.2mL
dan gas hidrogen sebanyak
59.5mL, adalah 9.898kJ.
• Energi yang digunakan
untuk menghasilkan gas
oksigen sebanyak 26.3mL
dan gas hidrogen sebanyak
66.2mL, adalah 15.444kJ.
• Energi yang dihasilkan per
gas mol gas hidrogen
adalah 0.177kJ
• Energi yang dihasilkan per
gas mol gas hidrogen
adalah 0.568kJ
A
n
a
l
i
s
a
A
N
O
V
A
Hasil dari analisis balance ANOVA adalah jenis
elektrolit, kadar elektrolit dan tegangan memiliki
pengaruh terhadap produksi gas oksigen.
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
• 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.