KAJI EKSPERIMEN PRODUKSI HIDROGEN MELALUI PROSES ELEKTROLISIS AIR ALKALI BERBASIS SOLAR CELL DI KOTA SEMARANG

Abstract

Hidrogen adalah energi alternatif yang dapat digunakan sebagai bahan bakar ramah lingkungan. Elektrolisis air alkali menggunakan sumber energi dari radiasi matahari merupakan salah satu teknologi memproduksi hidrogen. Alat elektrolisis air alkali telah dibuat dan diuji coba. Tujuan dari tesis ini ialah mengetahui produksi hidrogen yang dapat dihasilkan dari alat elektrolisis air alkali. Sumber energi elektrolisis adalah energi matahari Kota Semarang melalui sistem panel surya jenis monokristalin dan disimpan dalam baterai kapasitas 1,2 kWh. Variasi parameter dalam percobaan adalah konsentrasi elektrolit, tegangan dan material elektroda. Tegangan dan arus percobaan dipantau real time dengan sistem arduino. Analisa kemurnian gas hidrogen menggunakan kromatografi gas. Analisa optimasi pengaruh tegangan dan konsentrasi elektrolit terhadap produksi hidrogen dilakukan dengan menggunakan metode respon permukaan(RSM) dengan perangkat lunak minitab 18.Pengaruh material elektroda dilakukan menggunakan uji T. Volume hidrogen tertinggi dihasilkan dari percobaan konsentrasi elektrolit 4 molar tegangan 5,41 Volt sebesar 1406,4 ml/ jam untuk material SS304 dan 1487,6 ml/jam untuk material SS316. Arus tertinggi dihasilkan berkisar 2,4-2,45 Ampere. Kemurnian gas yang dihasilkan adalah sebesar 54%. Semakin besar tegangan dan konsentrasi semakin besar hidrogen yang dihasilkan. Tegangan memberikan pengaruh positif yang lebih signifikan terhadap produksi hidrogen dibandingkan konsetrasi larutan elektrolit. Hasil SRM minitab 18 adalah belum didapatkan kondisi pengujian yang optimal dikarenakan grafik produksi hidrogen masih cenderung naik sebanding dengan kenaikan tegangan dan konsetrasi larutan elektrolit.Variasi material SS 304 dan SS 316 tidak memiliki pengaruh signifikan terhadap produksi hidrogen dan efisiensi elektroliser.Eksperimen elektrolisis membutuhkan daya baterai maksimum sebesar 43%. Pengukuran intensitas matahari rata-rata Kota Semarang selama lima hari pada bulan November adalah 778,7 Watt/m2. Intensitas matahari tersebut mampu mengisi daya baterai sebesar 43% untuk proses elektrolisis dalam waktu 1 jam 58 menit menggunakandua panel surya disusun pararel. Kata kunci : Hidrogen, Elektrolisis Air Alkali,Respon Surface Methode,Minitab 18, Kota Semarang. Hydrogen is an alternative energy that can be used as an environmentally friendly fuel. Alkaline Water Elctrolysiswith solar radiation as energy source is one of the technologies to produce hydrogen. Alkaline water electrolysis device has been made and tested. The aim of this thesis is to find out the production of hydrogen that can be produced from alkaline water electrolysis devices. The energy source of water electrolysis devices is Semarang City solar radiationwhich is received a monocrystalline solar panel system and stored in a 1.2 kWh capacity battery. The parameter variations in the experiment are electrolyte concentration, voltage and electrode material. The voltage and current of the experiment is monitored with the Arduino system. Analysis of the purity of hydrogen gas using gas chromatography. Analysis of the optimization of the effect of voltage and electrolyte concentration on hydrogen production is carried out using the surface response method (RSM) with minitab software 18. The effect of the electrode material is carried out using the T test. Results shows that the highest hydrogen volume was produced from the experiment with 4 molar electrolyte concentration and 5.41 Volt . That value is 1406.4 ml / hour for SS304 electrode material and 1487.6 ml / hour for SS316 electrode material. The highest current generated ranges from 2.4 to 2.45 Amperes. The purity of the gas produced is 54%. The higher the voltage and electrolyte concentration that is the higher volume of hydrogen is produced. Voltage gives a more significant positive effect on hydrogen production compared to electrolyte solution concentration. SRM Minitab 18 results are not yet found optimal test conditions because the hydrogen production graph still tends to rise in proportion to the increase in voltage and electrolyte solution concentration. Variations in material SS 304 and SS 316 have no significant effect on hydrogen production and electrolycer efficiency.This electrolysis experiment requires a maximum battery power of 43%. The average solar intensity measurement of Semarang City for 5 days in November is 778.7 Watt / m2. That is able to charge 43% of the battery power for the electrolysis process in 1 hour 58 minutes used two solar panels arranged in parallel. Keywords :Hydrogen, Alkaline Water Electrolysis, Respon Surface Methode,Minitab 18, Semarang City.