elektrolisis air.pdf

8/10/2019 ELEKTROLISIS AIR.pdf

1/9

KIMIAps2uns

Komunitas Kimia Prodi Sains UNS

Elektrolisa Air

By Aris Purwadi/P.Sains/IPA

S830208001

ENERGI ALTERNATIF

DARI ELEKTROLISA AIR

I. Pendahuluan

Melonjaknya harga minyak mentah dunia memincu naiknya hargabahan bakar minyak didalam negeri, harga bensin sekarang telah

mencapai Rp 6000/liter. Hal ini menimbulkan gejolak yang tinggi

dimasyarakat, gejolak yang baik adalah mencari solusi terhadap krisis

energi yang diperkirakan akan muncul kemudian bila kita masih

tergantung pada penggunaan bahan bakar fosil atau bahan bakarminyak (BBM). Sebagaian masyarakat telah mengembangkan energialternatif Biogas atau menggunakan bahan limbah kotoran hewan atau

manusia yang diproses secara anaerob sehingga dihasilkan gas metan,namun produk ini lebih banyak digunakan sebagai bahan bakar rumahtangga dan sampai saat ini belum dikembangkan untuk kendaraan

bermotor. Salah satu alternatif yang sekarang banyak disorot ialah

pengembangan sumber energi yang berasal dari hasil elektrolisis air

yang dikenal dengan

Blue Energi

ada yang mengenal sebagai

BrownGas, berikut perkembangan tentang penelitian atau pengembanganbahan bakar air atau BBA:

1. Watercaroleh Issac de Rivas.

Pada tahun 1805 Isaac de Rivas berkebangsaan Swiss sebagai orangpertama yang menggunakan Hidrogen yang dihasilkan dari elektrilisa

sebagai bahan bakar mesin dengan pembakaran internal, namun

rancangannya belum memuaskan dan penemuan ini dikenal dengan

watercar. Kemudian penelitian ini dikembangkan dan dilanjutkan

3 12 2008

rolisa Air | KIMIAps2uns http://kimiaunsps2.wordpress.com/2008/12/03/elekt

12/11/2014


2/9

oleh Luther Wa les dan Rudolf A Erren.

2. BBA oleh Nicola Tesla dan Stanley Meyer.

Pada tahun 1943 kedua orang tersebut telah mengembangkan

penggunaan bahan bakar air namun karena alasan bisnis hasiltemuannya dihilangkan, bahkan bukan hanya temuannya tetapi juga

hasil penelitiannya, kemudian Nicola Tesla dipenjara dan dihukum

mati tahun 1943 dan Stanley Meyer dari Amerika Serikat terbunuhtahun 1998.

3. Brown Gas

Yull Brown yang berasal dari Sydney Australia pada tahun 1974 berhasilmengembangkan BBA untuk menggerakkan mesin, bahan bakar air ini

sebenarnya merupakan campuran gas hidrogen-hidrogen-oksigen yangdihasilkan dari elektrolisa air. Dalam tabung elektrolisa dipasangkumparan magnetik untuk memecahkan campuran air destilasi dan

soda kue hingga menjadi campuran gas hidrogen-hidrogen-oksigen(HHO). Hidrogen bersifat eksplosif dan oksigen mendukung

pembakaran, gas ini ditampung dalam tabung elektrolisa yangdialirkan kedalam ruang pembakaran mesin dan akan bercampurdengan gas hidrokarbon dari bahan bakar minyak, sehingga terjadi

penghematan dalam tingkat yang signifikan.

4. Poempida Hidayatullah dan Futung Mustari.

Kedua orang Indonesia tersebut telah melakukan rekayasa sistem dan

mengembangkan sejak empat tahun lalu, dengan melakukan elektrolisa

larutan soda kue dengan alasan mudah didapat dan harganya lebih

murah serta lebih ramah lingkungan. Uji coba dilakukan dengan 30kendaraan bermotor roda empat dari berbagai jenis baik yang berbahanbakar bensin maupun solar, pada kendaraan tersebut dipasang alat

elektrolisa dan hasilnya dimasukkan ke ruang pembakaran hasilnyaBBM dapat mencapai rasio jarak tempuh rata-rata 1 : 25 atau 25 kmuntuk setiap 1 Liter bahan bakar, dengan cara ini bahan bakar minyak

(BBM) dapat dihemat sampai 59 persen. Salah satu uji coba yang

dilakukan dengan menggunakan Toyota Avanza pada bulan Mei lalu,

menunjukkan hasil efi

siensi bahan bakar samapai 40 persen atau 1 literuntuk 18 km. Pada Mitsubishi L300 penghematan sampai 94 persenatau 1liter dapat mencapai 23,3 km.

5. Djoko Sutrisno.

Rekayasa yang dilakukan Djoko Sutrisno di Yogyakarta pada tahun 2005dapat mencapai efisiensi hingga 80 persen dengan menggunakan

prinsip ledakan Hidrogen yang terpatik pada api busi untuk

menambah hasil pembakaran BBM. Alat yang dipasang pada

kendaraan bermotor, menggunakan tabung plastik sebagai tempat


12/11/2014


3/9

elektrolisa larutan KOH dalam air suling dengan dipasang elektrodayang dihubungkan dengan arus listrik dari aki dan dipasang diodepenyearah arus, gas hasil elektrolisa dialirkan ke dalam ruang

pembakaran melalui manipol bersama bahan bakar atau bensin masukke ruang pembakaran sehingga memperkuat pembakaran sehinggaterjadi penghematan bahan bakar. Di Yogyakarta telah terpasang alat

ini pada 25 mobil dan sekitar 50 sepeda motor.

6. Sistem Hibrid Bahan Bakar Air dan BBM.

Cara kerja sistem ini gas hasil elektrolisis dialirkan pada saluran masukmanifol, pada saat strat mesin menggunakan bahan bakar minyak,setelah mesin hidup maka gas hasil elektrolisis masuk, karena arus

listrik yang digunakan untuk elektrolisis baru mengalir setelah mesinhidup. Pada putaran mesin tinggi gas yang dihasilkan dari elektrolisaselain disalurkan ke manifol masuk juga dialirkan melalui pipa saluran

udara setelah kotak filter udara, sehingga gas yang masuk ke dalamruang pembakaran akan diperkaya dengan gas hasil elektrolisa berupa

gas hidrogen untuk meningkatkan energi dan gas oksigen untukmenyempurnakan pembakaran sehingga akan diperoleh efisiensibahan bakar yang cukup tinggi.

Gambar 1: Sistem Hibrid Bahan Bakar Air dan BBM

(Mesin dengan Karburator)


12/11/2014


4/9

Alat ini sangat tepat untuk mobil keluaran tahun 1995 kebawah, ataumasih menggunakan karburator dan dapat menekan emisi gas buangsampai 70 %. Untuk mobil keluaran terbaru yang menggunakan ECU

(komputer) akan sangat bermanfaat jika ditambahkan MAP enhancer.Fungsi MAP enhancer adalah untuk memotong jalur komputer dalammembaca campuran bahan bakar dalam intake manifold.

Gambar 2 : Sistem Hibrid Bahan Bakar Air dan BBM

(Mesin dengan Fuel Injection)

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut:

Mengurangi konsumsi bahan bakar, dan jarak tempuh per Liternya

semakin besar.Minimal 25 % maksimal 70 %.Mengurangi emisi gas buang yang berbahaya bagi lingkungan

khususnya karbonmonoksida.Meningkatkan performa dan kekuatan mesin, menurunkan suhukerja mesin, dan panas yang terbuang ke udara serta suara mesin

menjadi lebih halus.Menghilangkan karbon deposit (flek hitam) pada mesin yang dapat

ditemukan ketika membongkar mesin kendaraan diakibatkan olehpembakaran yang tidak sempurna.

Meningkatkan usia pakai kendaraan, karena piston dan katup

menjadi lebih bersih dan awet.


12/11/2014


5/9

II. Kajian Teori

Pada elektrolisis larutan elektrolit akan dihasilkan zat zat hasil reaksi

yang tergantung pada harga potensial reduksi ion-ion yang ada dalamlarutan dan elektrode yang digunakan. Jumlah zat hasil elektrolisis

bergantung besarnya jumlah listrik yang digunakan, untukmenghasilkan gas Hidrogen dan gas Oksigen dapat digunakan larutanelektolit dari Kalium Hidroksida (KOH) atau menggunakan garam

sulfat atau karbonat dari unsur-unsur golongan IA seperti NatriumSulfat (Na2SO4), Natrium Karbonat (Na2CO3) atau garam lain yang

mudah didapat dan ekonomis.

Reaksi : Elektrolisis larutan KOH dalam air :

Katoda : [2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)] x 2

Anoda : 4OH-(aq) 2H 2O(l) + O2(g) + 4e +

2H2O(l) 2 H 2(g) + O2(g)

Reaksi : Elektrolisis larutan Na2CO3dalam air :

Katoda : [2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)] x 2

Anoda : 2H2O(l) 4H+(aq) + O2(g) + 4e +

2H2O(l) 2 H 2(g) + O2(g)

Pada elektrolisis larutan yang mengandung ion-ion golongan IA (Na+,

K+), ion-ion tersebut tidak tereduksi pada katode tetapi air yangmengalami reduksi karena potensial reduksi air lebih besar dari

potensial reduksi ion Natrium atau ion Kalium (EoH 2O/H2= - 0,83 volt

dan EoNa +/Na = - 2,71 volt).

Dalam penerapannya elektrode yang digunakan adalah stainless still

yang dapat dikategorikan sebagai elektrode inert, dari percobaan yang

dilakukan Djoko Sutrisno pada beberapa kendaraan bermotor, untukmobil 1000 CC dengan kecepatan 50-60 km/jam dengan konsumsi BBM

(besin) 1 liter dapat menempuh jarak 12 km, sehingga waktu yangdiperlukan 12/60 jam = 12 menit. Jika dihitung kalor yang dihasilkan

pada pembakaran sempurna 1 liter bensin (oktana) dengan reaksi :Ramsden E.N (2000 : 499).

C8H18(g) + 25/2 O2(g) 8 CO 2(g) + 9H2O(g) rHo= 5510 kJ/mol

Reaksi ini berlangsung pada ruang pembakaran, dimana bahan bakar


12/11/2014


6/9

minyak mempunyai titik didih 150oC dan akan berbentuk uap padaruang pembakaran mesin.

Massa 1 mol C8H18= (8.12 + 18. 1) gram (Ar C = 12 dan H = 1)

= 114 gram

Untuk membakar 1 mol C8H18 atau 114 gram C8H18dibebaskan kalor

= 5510 kJ.

Massa jenis bensin = 0,77 kg/L sehingga massa 1 L bensin = 770 gram,adi kalor yang dihasilkan = 770/114 x 5510 kJ

= 37216,66 kJ

Jadi kalor yang dihasilkan pada pembakaran 1 gram bensin = 37216,66

kJ/770 gram

= 48,333 kJ

Pada pembakaran bensin oktana emisi gas buang masih mengandung

gas CO sebanyak 5%.

Pada perakitan alat elektrolisis yang dipasang pada mobil digunakan

diode dengan kuat arus 25 Ampere, digunakan dalam waktu yangsama 12 menit gas hidrogen yang dihasilkan sebagai berikut :

Massa H2= ME H 2. i . t /96500 gram

= 1. 25. 12. 60/96500 gram

= 0,186528 gram

Pembakaran sempurna gas H2menurut reaksi :

H2(g) + O2(g) H 2O(g) rHo= -241,82 kJ/mol

Pada pembakaran 1mol atau 2 gram gas hidrogen dihasilkan kalor =241,82 kJ

Untuk pembakaran sempurna 1 gram gas hidrogen dihasilkan kalor =120,91 kJ

Untuk pembakaran 0,186528 gram dibebaskan kalor = 0,186528/2 x

241,82 kJ

= 22,5531 kJ

Sedangkan gas oksigen yang dihasilkan dari proses elektrolisis yang

sama :


12/11/2014


7/9

Massa O2= ME O 2. i . t /96500 gram

= 32/4 . 25. 12. 60/96500 gram

= 1,49223 gram

Volume gas O2 yang dihasilkan jika diukur pada suhu 25oC dan

tekanan 1 atm adalah PV = nRT atau V = n RT/P

V gas O2= 1,49223/32. 0,082056872. 298/1 Liter

= 1,14027 Liter

Gas oksigen yang dihasilkan ini akan sangat berperan didalam prosespembakaran, sehingga pembakaran akan berlangsung lebih sempurnadan bahan bakar akan semakin hemat.

III. Pembahasan.

Dari hasil perhitungan kalor yang dihasilkan pada pembakaran

sempurna 1 mol gas H2hasil elektrolisis, yang diukur pada suhu kamar

besarnya entalpi sama dengan entalpi pembentukan 1 mol uap air.

Dengan menggunakan arus listrik 25 ampere dan waktu yang samadengan waktu yang digunakan untuk melakukan pembakaran bensin

dengan kendaraan bermotor selama 12 menit ternyata diperoleh kalor

22,5531 kJ. Jika dibandingkan kalor yang dihasilkan pada pembakaran

1 gram besin (oktana) dengan 1 gram gas Hidrogen = 48,333 kJ : 120,91kJ. Dari hasil ini terlihat bahwa penambahan gas hidrogen dari

elektrolisis kedalam ruang pembakaran akan menghasilkan tambahanenergi yang cukup besar sehingga performa mesin akan lebih bagus

dan lebih hemat dalam pemakaian bahan bakar.

ada pembakaran bensin dalam bentuk uap di ruang pembakaran mesin

ternyata belum dapat terbakar sempurna, terlihat dari hasil

pembakaran masih terdapat 5% gas karbonmonoksida atau CO, ini

dapat dipandang sebagai pemborosan energi. Hadirnya gas oksigen

murni yang diperoleh dari hasil elektrolisa sebanyak 1,49223 gram atau1,14027 Liter pada suhu kamar, kontribusi gas oksigen ini akan sangat

besar didalam membantu proses pembakaran, diharapkan pembakaranyang terjadi akan semakin sempurna dan performa mesin akansemakin tinggi serta pemakaian bahan bakar kendaraan bermotor akan

semakin efisien.

Dengan penambahan gas hidrogen dan gas oksigen pada ruang

pembakaran, proses oksidasi dan performa mesin meningkat, diikutidengan penurunan residu karbon pada ruang pembakaran, penurunan

emisi gas buang karbomonoksida (CO), dan hidrokarbon/ bensin yangtidak terbakar.


12/11/2014


8/9

IV. Saran.

Pada sel elektrolisa antara ruang katoda dan anoda perlu diberikan

pemisah, demikian pula saluran gas hasil elektrolisa dari anoda dankatoda juga diberi pipa saluran yang terpisah, hal ini disebabkan :

Jika gas hidrogen dan gas oksigen bercampur akan bereaksi

membentuk uap air, ini akan mengurangi jumlah gas oksigen dan

gas hidrogen yang masuk ke ruang pembakaran.

1.

Resiko terjadi ledakan pada sel elektrolisa akan semakin tinggi bila

tidak diberi sekat atau pemisah, apabila terjadi peningkatan aruslistrik atau penyumbatan pada pipa saluran ke manipol masuk.

2.

V. Kesimpulan

Gas hasil elektrolisa air dengan menggunakan larutan KOH ataularutan Na2CO3berupa gas hidrogen dan gas oksigen dapat digunakan

sebagai sumber energi tambahan pada kendaraan bermotor. Gas

hidrogen untuk meningkatkan energi dan gas oksigen untukmenyempurnakan pembakaran sehingga akan diperoleh efisiensibahan bakar yang cukup tinggi, yang pada akhirnya akan

meningkatkan performa mesin serta meningkatkan efisiensi

penggunaan bahan bakar.

=============================

Daftar Pustaka

Keenan. Kleinfelter. Wood. 2003. Kimia Untuk Universitas Jilid 2. Jakarta :Penerbit

Erlangga.

Kompas, 20 Juni 2008.Menghemat BBM Dengan Brown Energy

Oxtoby. Gillis. Nachtrieb. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Jilid 1.

Jakarta :

Penerbit Erlangga.

Ramsden E.N. 2000. Chemistry A-Level fourth edition. Cheltenham :Nelson

Thormes Ltd. United Kingdom.

Wang Xiang Jun. 2008.Mengubah air menjadi besin. Yogyakarta : PenerbitPustaka

Radja.


12/11/2014


9/9

h p://www.bahanbakar.com (h p://www.bahanbakar.com)

Aksi

Comments RSS

Lacak balik

Information

Tanggal : Desember 3, 2008

Tag: terapanKategori : terapan

Blog di WordPress.com. The Freshy Theme.

Ikuti

Follow KIMIAps2uns

Buat situs dengan WordPress.com

You May Like

1. Why You

Should Be Drinking Lemon Water inthe Morning 4 months ago learni.st

Learni.stLearni.st (sponsored)


elektrolisis air.pdf

Documents