Produksi Gas Oksigen Melalui ProsesElektrolisis Air Laut Sebagai Sumber

Energi Ramah Lingkungan

Oleh:Anindita Hardianti (3307100015)

Dosen Pembimbing:Prof. Dr. Ir. Wahyono Hadi, MSc

Ruang lingkup penelitian1. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium di Laboratorium Jurusan Teknik

Lingkungan pada reaktor yang telah direncanakan (lihat Gambar 3.2 dan Gambar3.3);

2. Air laut yang digunakan untuk penelitian ini merupakan air laut buatan yang terbuatdari kristal NaCl dan air murni hasil destilasi (aquadest) dengan kadar salinitas yangdivariasikan (0,5‰, 10‰ dan 35‰);

3. Larutan KOH yang digunakan untuk penelitian ini terbuat dari kristal KOH dan airmurni hasil destilasi (aquadest) dengan kadar elektrolit yang disetarakanmolaritasnya dengan air laut buatan (0,00982M, 0,157M dan 0,559M);

4. Sumber energi yang digunakan untuk proses elektrolisis ialah listrik dari PLN yangtelah disambungkan ke laboratorium Jurusan Teknik Lingkungan ITS dengantegangan 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 pensil8B, 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 UjiElektrolit 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 membuatlarutan elektrolit

• Reaktor• Alat pengukur salinitas

, TDS dan pH larutan

Bahan• Larutan NaCl• Larutan KOH• Larutan KI

Pada umumnya, produksi gas oksigen berbanding lurus dengan besarenergi potensial/tegangan dan kadar elektrolit pada larutan yang dielektrolisis. Diluar itu, produksi gas oksigen pada larutan KOH lebih

besar dari larutan NaCl

0

5

10

15

20

25

30

0 3 6 9 12 15

Volu

me

Gas

Oks

igen

(mL)

Tegangan (volt)

Produksi Gas Oksigen Melalui Elektrolisis Larutan Elektrolit

Larutan KOH 0,00982MLarutan NaCl 0,00982MLarutan KOH 0,157MLarutan NaCl 0,157Larutan KOH 0,559M

Katoda: 4e- + 4H2O ⇌ 2H2 + 4OH- Eo = - 0,83VAnoda: 2H2O ⇌ 4H+ + O2 +4e- Eo = - 1,23V

• Energi yang digunakanuntuk menghasilkan gas oksigen sebanyak 8.2mL dan gas hidrogen sebanyak59.5mL, adalah 9.898kJ.

• Energi yang dihasilkan per gas mol gas hidrogenadalah 0.177kJ

Aplikasi dengan Gas percobaan N3V3

• Energi yang digunakanuntuk menghasilkan gas oksigen sebanyak 26.3mL dan gas hidrogen sebanyak66.2mL, adalah 15.444kJ.

• Energi yang dihasilkan per gas mol gas hidrogenadalah 0.568kJ

Aplikasi dengan Gas percobaan K3V3

Analisa

ANOVA

Hasil dari analisis balance ANOVA adalah jeniselektrolit, kadar elektrolit dan tegangan memiliki

pengaruh terhadap produksi gas oksigen.

1. Seluruh percobaan dalam penelitian ini menghasilkan gas oksigentanpa ada pembentukan gas klorin pada elektrolisis larutan NaCl.Volume gas oksigen terendah adalah 0,1mL yang terjadi padapercobaan N1V1 (NaCl; 5‰; 2,1V), N1V2 (NaCl; 5‰; 9V), N1V3(NaCl; 5‰; 13V) dan N2V1 (NaCl; 10‰; 2,1V). Volume gas oksigentertinggi adalah 26,3mL yang dihasilkan pada percobaan K3V3 (KOH;0,559M;13V).

2. Gas oksigen yang terbentuk pada penelitian ini belum dapatdiaplikasikan sebagai energi ramah lingkungan, karena hanyamenghasilkan energi sebesar 1,8% dari energi yang digunakan.

3. Jenis elektrolit, kadar elektrolit dan tegangan listrik berpengaruhterhadap produksi gas oksigen, Jenis elektrolit KOH menghasilkan gasoksigen terbesar, yaitu 26,3mL. Kadar elektrolit tertinggi (0,559M)menghasilkan gas oksigen terbesar yaitu 26,3mL. Tegangan listriktertinggi (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 luaspermukaan elektroda optimum;

• Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan aplikasielektrolisis air laut pada motor nelayan dengan sumberenergi kinetik motor yang diubah menjadi energi listrikdengan 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 sesudahproses elektrolisis.