M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator M. Saleh Al Amin1a), Nita Nurdiana1), Emidiana2) 1a,1,2 Universitas PGRI Palembang, Electrical Department, Indonesia Corresponding/ Main Contributor: [email protected]) [email protected]) ,[email protected]) ABSTRAK Meningkatnya permintaan bahan bakar diikuti oleh kenaikan harga bahan bakar yang semakin tinggi tidak hanya menambah beban pada masyarakat umum tetapi juga untuk kalangan industri. Banyak cara dilakukan dalam upaya menghemat bahan bakar. Salah satu upaya untuk menghemat bahan bakar dapat dilakukan dengan menambahkan perangkat penghemat, Generator HHO, yang merupakan teknologi yang memanfaatkan proses elektrolisis air menjadi HHO Gas. Penelitian ini mencakup pengujian untuk mengetahui jumlah penghematan dalam menggunakan bahan bakar dari generator 1 KW dengan menambahkan Generator HHO yang menggunakan 6 elektroda stainless steel berbentuk spiral dalam larutan elektrolit KOH. Dari hasil penelitian ini ditemukan bahwa gas hidrogen yang dihasilkan dari proses elektrolisis air dalam generator HHO menghasilkan peningkatan panas, hasil pembakaran bahan bakar sehingga dapat menghemat lebih banyak bahan bakar sekitar 32,6% -33,16% per jam penggunaan, di mana tegangan yang dihasilkan oleh genset dengan atau tanpa generator HHO relatif stabil. Kata kunci : Hidrogen, HHO Generator, elektrolisis, bahan bakar minyak, hemat energi Abstract Rising fuel demand followed by increasingly higher fuel prices increase not only the burden on the general public but also for industry players. Many ways are done in an effort to conserve fuel. One of the efforts to conserve fuel can be done by adding a saver device, the HHO Generator, which is a technology that utilizes the process of water electrolysis into HHO Gas. This research includes testing to determine the amount of savings in using the fuel of the 1KW generator by adding the HHO Generator using 6 spiral stainless steel electrodes in the KOH electrolyte solution. From the results of the study found that hydrogen gas produced from the electrolysis process of water in HHO generators resulted in increased heat, fuel combustion so as to save more fuel around 32.6%-33.16% per hour Use, where the voltage generated by the generator set with or without the HHO generator is relatively stable. Keywords : Hydrogen, HHO Generator, electrolysis, fuel, energy saving PENDAHULUAN Ketersediaan bahan bakar minyak dan atau gas sebagai penghasil energi semakin hari semakin terbatas, hasil pembakarannya pun menyebabkan pencemaran lingkungan. Upaya penghematan bahan bakar fosil dan pencarian bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan terus dilakukan, salah satunya dengan penghemat bahan bakar menggunakan hydrogen yang berasal dari air (H2O). Generator Hydrogen atau yang lebih dikenal sebagai HHO bekerja dengan prinsip elektrolisis air untuk menghasilkan gas hydrogen atau H2[2]. Proses elektrolisis air merupakan salah satu cara untuk memisah atom Hydrogen dan atom oksigen dari dalam air atau hasil gas dari proses elektrolisis ini lebih dikenal dengan istilah gas Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 49 M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator HHO atau Brown Gas [3]. Hidrogen dapat dimanfaatkan sebagai energi alternatif, selain sebagai bahan bakar, hidrogen tidak menimbulkan polusi, tidak berwarna, dan tidak berbau [4]. Gambar 1. Rangkaian Elektrolisis Air Generator HHO terdiri dari 2 komponen dasar, yaitu tabung generator yang terdiri dari sebuah tabung, sepasang elektroda, elektrolit dan sumber energinya berupa baterai. Elektrolisis adalah proses dimana arus listrik dilewatkan pada suatu zat yang mengakibatkan reaksi kimia. Reaksi kimia yang terjadi adalah reaksi pelepasan atau penambahan elektron (oksidasi atau reduksi)[5]. Larutan elektrolit merupakan larutan yang dibentuk dari zat elektrolit. Sedangkan zat elektrolit itu sendiri merupakan zat-zat yang di dalam air terurai membentuk ion-ionnya. [6]. Stainless steel adalah elektroda aktif, di mana akan bereaksi selama proses elektrolisis, lama kelamaan elektroda ini akan mengalami penurunan aktivitas. Ini artinya kemampuan untuk mempercepat reaksi tertentu telah berkurang[7]. Prinsip kerja dari alat HHO Generator ini sangat sederhana yaitu hanya dengan menambahkan gas HHO. Alat yang disebut elektroliser ini menghasilkan HHO (2 parts Hydrogen + 1 Oxygen) gas yang sangat mudah terbakar yang kemudian HHO ini dimasukkan ke intake manifold pada genset. Dengan adanya campuran BBM dan HHO yang kaya ini memungkinkan pembakaran menjadi lebih sempurna sehingga BBM menjadi efisien. Terbentuknya HHO adalah adanya kombinasi antara tiga faktor yang bekerja yaitu (a) Arus listrik searah (DC) yang mengalir melalui tiga komponen yang bekerja yaitu kawat elektroda. (b) Putaran magnet (Magnitude Vortex) yang ditimbulkan oleh elektroda tersebut (c) Tekanan udara (Vacuum) yang berasal dari mesin itu sendiri. [8] Diharapkan HHO dari elektroliser akan meningkatkan panas pada proses pembakaran. Dalam penelitian ini digunakan Generator HHO Tipe wet cell. Generator Wet Cell adalah Generator HHO dimana semua elektrodanya terendam cairan elektrolit di dalam sebuah bejana air. Keuntungan generator gas HHO tipe wet cell adalah: (a) Produksi yang dihasilkan lebih banyak dikarenakan luasan elektroda yang sepenuhnya terendam larutan elektrolit. b) Perawatan generator yang lebih ringkas (c) Pembuatan generator tipe wet cell lebih mudah dan cepat [1] Gambar 2. Generator Wet Cell Banyak penelitian telah dilakukan guna mengembangkan performa generator HHO dengan memvariasikan beberapa faktor untuk mempengaruhi gas HHO antara lain Adi dan Budiarthana menyimpulkan dalam penelitian penggunaan generator HHO tipe wet cell dengan elektroda plat dan spiral yang terbuat dari baja tahan karat didapat produksi gas HHO tertinggi yang diperoleh sebes 0,11 Liter/Menit, pada kecepatan putar mesin 3000 RPM, persentase Katalis-Air sebesar 13,43% dan jenis elektroda plat. [9] Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 50 M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator Harman dkk melakukan penelitian menggunakan jenis sel basah HHO yang diuji dalam mesin bensin pertama dengan bahan bakar menyimpulkan bahwa penambahan gas HHO yang diperoleh dari elektrolisis dapat meningkatkan torsi, daya efektif dan efisiensi termal mesin dan mengurangi konsumsi bahan bakar spesifik.[10] Pengujian penggunaan HHO juga dilakukan dalam penelitian yang memanfaatkan Electrolyzer sebagai penghemat bahan bakar pada kendaraan bermotor. Pengujian juga dilakukan pada mesin diesel panther 2300cc. Selain itu juga dilakukan pengujian perbandingan unjuk kerja mesin sepeda motor dengan dan tanpa menggunakan HHO Generator [11]. Penelitian Fitriyana, Barkah membahas komparasi performa generator Hho dengan elektroda SS204 Plat sdan spiral. dengan menggunakan elektroda spiral memiliki efisiensi generator tertinggi 54,72% pada suhu 25 ° Celcius dan 1,2 ampere saat ini sedangkan tingkat produksi gas HHO terbesar dihasilkan oleh generator HHO menggunakan elektroda berbentuk pelat dengan nilai tertinggi 0,001175 g / s. Dari segi suhu dan arus tertinggi pada generator menggunakan elektroda berbentuk pelat dengan nilai 74 ° Celcius dan 4,5 Ampere. [12]. Berdasarkan penelitian [13] membuktikan bahwa analisis yang telah dilakukan pada jenis generator basis HHO (sel basah) dengan penambahan PWM atau tanpa PWM, arus dan suhu telah meningkat tetapi untuk generator tanpa PWM kenaikannya sangat signifikan pada waktu pengujian yang sangat singkat. Kekuatan generator gas HHO dipengaruhi oleh tegangan, sehingga energi yang mengalir melalui saluran juga semakin besar. Daya ini dipengaruhi oleh arus listrik yang juga memiliki resistansi elektroda, semakin kecil resistansi elektroda, semakin besar daya yang mengalir di elektroda. Elektroda juga dipengaruhi oleh dimensi elektroda dan ketahanan elektroda itu sendiri. Penelitian ini meliputi pengujian untuk mengetahui besarnya penghematan pengunaan solar pada mesin diesel dengan menambahkan HHO Generator yang menggunakan 6 elektroda stainless steel berbentuk spiral. Dengan menggunakan alat ini diharapkan dapat menghemat bahan bakar serta nilai ekonomis dari bahan bakar yang digunakan. BAHAN DAN METODA Bahan Bahan – bahan yang diperlukan dalam pembuatan Generator HHO yaitu (1) Plastik Aklirik 5 mm (2) Kawat stainless steel tahan karat dengan diameter 1mm (3) Accumulator 12 Volt atau Adaftor DC 12 vol (4) Kabel NYAF 1,01 mm (5) Skund Kabel, baut (6) aquades (7) Slang / Tube 6x4 mm (8) Lem Silikon (9). KOH ( Kalium Hidroksida ), atau Ca( OH )2 / Baking Soda. Prosedur Penelitian Persiapan Bahan Komponen penting yang menunjang proses elektrolisis untuk menghasilkan gas HHO adalah tabung elektroliser, elektroda (katoda dan anoda), larutan elektrolit, dan water trap (vaporizer). Chase Generator HHO berbentuk kotak terbuat dari akrilik dengan dimensi panjang 30cm lebar 20 tinggi 23 cm. Chase generator tersebut ini harus dibuat serapat mungkin untuk menghindari kebocoran ketika digunakan. Elektroda terbuat dari bahan kawat stainless steel yang tahan terhadap karat, pada katoda kawat di pilin empat lapis sepanjang 60 cm dan pada anoda kawat di pilin tiga lapis dengan panjang yang sama. Elektroda dibuat enam pasang lilitan kawat stanles dengan jumlah lilitan 10 tiap cellnya yang dipasang pada bagian atas aklirik. Elektrolit digunakan untuk menghasilkan gas Hidroxy pada proses elektrolisis. Elektrolit terdiri atas aquades dan katalisator. Katalis yang digunakan pada proses elektrolisis menggunakan kalium hidroksida (KOH dengan perbandingan 1,5 liter aquades debfab 12,5 gr KOH. Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 51 M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator Gambar 3. Pembuatan Generator HHO Pengujian Hal pertama yang dilakukan adalah memastikan katoda dan anoda dari generator HHO dengan tegangan DC yang berasal dari Accu (12 volt) terpasang dengan posisi yang benar. Elektroda Generator HHO dalam kondisi tercelup dalam larutan elektrolit. Dalam generator HHO akan terjadi reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas hydrogen (H2). Gas yang keluar disalurkan ke bubler (fungsi bubler untuk menghindari terjadi backfire), kemudian outlet dari bubler di salurkan melalui selang ke inlet udara (manifold mesin) Generator Set dengan kapasitas 1 KW. Dalam pengujian ini generator set di bebani dengan lampu pijar dan kipas angin, selain itu uutput DC dari generator set dihubungkan dengan AKI yang berfungsi untuk mencharger aki. Bahan bakar untuk generator set diletakkan dalam tabung gelas ukur, hal ini untuk memudahkan pengukuran volume pemakaian bahan bakar. Gambar 4. Skema Rangkaian Pengujian Generator HHO Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 52 M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengukuran konsumsi bahan bakar pada generator set tanpa menggunakan HHO Generator dan dengan menggunakan HHO dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Data Pengujian Penggunaan Bahan Bakar dengan beban 350 W Wakt u pengukuran (menit) 15 30 45 60 Beban 350W Ta Den npa gan HHO HHO 30 200 0 65 430 0 90 600 0 10 700 00 Rata-rata Konsumsi bahan bakar (ml) % Beban 120W Penghematan Den Tan gan pa HHO HHO % Penghematan 33,3 300 200 33,3 33,8 450 300 33,3 33,3 750 500 33,3 30,0 950 640 32,6 32,6 33,16 Pengukuran dilakukan selama 60 menit, dimana setiap 15 menit dilakukan pengukuran terhadap konsumsi bahan bakar dengan beban 120 watt dan beban 350 watt. Dari hasil pengukuran, konsumsi bahan bakar generator set tanpa menggunakan HHO Generator sebanyak 1000ml/jam pada beban 350W dan 950ml/jam pada beban 120W, sedangkan dengan menggunakan HHO Generator sebanyak 700ml/jam pada beban 350W dan 640ml/jam pada beban 120W. Ini menunjukkan adanya penghematan bahan bakar rata-rata sebesar 32,6%-33,16%. Hasil data yang ditunjukkan pada tabel 1 dan gambar 5 menggambarkan bahwa dengan menggunakan HHO Generator akan dapat menurunkan konsumsi bahan bakar. Gas hydrogen yang dihasilkan dari proses elektrolisis air didalam generator HHO mengakibatkan peningkatan panas, hasil pembakaran bahan bakar sehingga lebih menghemat bahan bakar sekitar 300ml/jam. Gambar 5. Grafik Penggunaan Bahan Bakar Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 53 M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator Dari segi ekonomis, apabila generator set tersebut digunakan selama 8 jam/hari, dengan asumsi harga premium saat ini senilai Rp. 6450,- per liter, maka penghematanya adalah sebesar 32,6% x 8 liter x Rp 6450,- = Rp 16821,6,-. untuk penggunaan beban 120 watt atau Rp. 17,110,56,- pada penggunaan beban 350 watt. Nilai ini dinilai tidak terlalu besar, karena masih dalam pemakaian skala kecil. Nilai akan menjadi besar apabila generator set tersebut digunakan di dunia industri yang berfungsi sebagai pembangkit energi. Hasil pengukuran tegangan keluaran generator set, pada tabel 2 didapat besarnya tegangan yang dihasilkan pada saat genset beroperasi cenderung stabil baik tanpa ataupun dengan menggunakan HHO Generator. Ini menunjukkan bahwa penambahan HHO Generator tidak mempengaruhi tegangan yang dihasilkan Tabel 2. Data Pengukuran Tegangan Waktu (menit)Pangukuran Tegangan Pengukuran tegangan (volt) Tanpa HHO Dengan HHO 00 15 30 45 60 216 215 214 215 216 216 214 215 214 215 KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini didapat bahwa Gas hydrogen yang dihasilkan dari proses elektrolisis air didalam generator HHO mengakibatkan peningkatan panas, hasil pembakaran bahan bakar sehingga lebih menghemat bahan bakar sekitar 32,6%-33,16% per jam pemakaian, dimana tegangan yang dihasilkan oleh generator set dengan menggunakan atau tanpa HHO generator relatif stabil UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Baristand Industri Palembang yang telah memfasilitasi untuk pelaksanaan Seminar Nasional II dan Universitas PGRI Palembang yang memfasilitasi untuk pengambilan data juga kepada semua tim untuk kerjasamanya. DAFTAR PUSTAKA [1] Chandra S, Djoko S K, Optimalisasi Generator Gas HHO Tipe Wet Cell Dimensi 160x160 mm & 120x120mm Dengan Penambahan Digital Pulse Width Modulation Dan Netral Plat, JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-9 [2] Yanuar A G,dkk, Studi Karakteristik Generator Gas HHOTipe Dry Celldan Wet Cellberdimensi 80 x 80 mm dengan Penambahan PWM E-3 FF (1 kHz), JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 [3] Abdillah M, dkk, Analisa Pengaruh Geometri Plat Elektroda Pada Generator HHO Terhadap Laju Aliran gas HHO yang dihasilkan, e-Proceeding of Engineering : Vol.5, No.1 Maret 2018 ISSN : 2355-9365 Page 854861 Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 54 M. Saleh Al Amin Nita Nurdiana Emidiana Pemanfaatan Hydrogen dari HHO Generator sebagai Penghemat Bahan Bakar pada Prime Mover Generator [4] Chauhan, Bhaves V, An Experimental Investigation og HHO gas and Varying Compression Ratio on Performance Characteristics of Constant Speed Diesel Engine, pp. 41, 2016. [5] Britannica. “Electrolysis”, https://www.britannica.com/science/electrolysis. [6] Sherli S R, S.Si, Larutan Elektrolit, https://sherchemistry.wordpress.com/kimia-x-2/kimia-xi/. [7] Jumiati, Pengaruh Konsentrasi Larutan Katalis dan Bentuk Elektroda dan Proses Elektrolisis untuk menghasilkan gas Brown, Positron, Vol. III, No. 1, Fisika Universitas Tanjungpura, Pontianak, 2013. [8] Sutomo dkk, Pengaruh Electrolyzer terhadap kepekaan bahan bakar pada mesin diesel 1 Silinder 20 Hp, Gema Tenologi, Vol 16 No. 2, periode : Oktober 2010 – April 2011, hal 82 – 86 [9] Adi, I.K dan Budiarthana, I.N., 2013, Pemanfaatan Pembangkit Listrik Dalam Sepeda Motor Sebagai Sumber Energi Generator Gas Hho (Hydrogen Hydrogen Oxygen), Jurnal Matrix Vol.03 No.3 Nov 13 [155-159].. [10] Harman, Arif E, Hasan D., 2013, Pengaruh Penambahan Gas Oksihidrogen Terhadap Unjuk Kerja Motor Bensin Berbahan Bakar Pertamax, Jurnal Teknik Mesin, Universitas Hasanuddin Makassar [11] Murjito, Rancang Bangun Electrolyzer Sistem Dry Cell Untuk penghematan Bahan Bakar Kendaraan Bermotor. http://ejournal.umm.ac.id/index.php/gamma/article/view/2421 [12] Fitriyana, Barkah. 2011 Komparasi performa Generator Gas HHO dengan Elektroda SS 304 Plat dan Spiral, Momentum, Vol. 11, No. 1, April 2015, Hal. 29-33 ISSN 0216-7395, e-ISSN 2406-9329 [13] Ratih N A dan Djoko S K, Pengaruh Variasi Duty Cicle Pada Pulse Width Modulation Terhadap Performa Generator Gas HHO Tipe Basah (Wet Cwll) 9 Plat SS 316L 10x10mm, JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri Palembang, 26 Agustus 2019 ISSN 2654-8550 55
