proposal penelitian doktor baru - simpel.its.ac.id
Post on 30-Oct-2021
17 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Proposal Penelitian Doktor Baru
PEMBUATAN GENERATOR PLAT NANO STRUKTUR SEL ELEKTROLISIS OXYHIDROGEN (HHO) TIPE DRY CELL UNTUK SISTEM MESIN LAS TERINTEGRASI BERBAHAN BAKAR AIR Oleh: Dr. rer. nat. Nasori, S.Si., M.Si. Drs. Bachtera Indarto, M.Si.
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN ANALITIKA DATA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2020
2
HALAMAN PENGESAHAN
PROPOSAL PROGRAM DOKTOR BARU
DANA LOKAL ITS TAHUN 2020
1. Judul Penelitian : Pembuatan Generator Plat Nano Struktur Sel Elektrolisis
Oxyhidrogen (Hho) Tipe Dry Cell Untuk Sistem Mesin Las Terintegrasi Berbahan Bakar
Air
2. Ketua TIM
a. Nama : Dr.rer.nat. Nasori, M.Si.
b. NIP : 1981201831065
c. Pangkat/Golongan : Penanta / IIIc
d. Jabatan Fungsional : -
e. Jurusan : Fisika
f. Fakultas : Sains dan Analitika Data
g. Laboratorium : Fisika Medis dan Biofisika
h. Alamat Kantor :Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Analitika Data ITS,
Sukolilo Surabaya 60111
i. Telp/HP/Fax : 031-5943351/082132168699/0315943351
3. Jumlah Anggota : 1 orang
4. Jumlah Mahasiswa yang terlibat : 3 orang
5. Sumber dana dan jumlah dana penelitian yang diusulkan
a. Dana lokal ITS 2019 : Rp. 60.000.000,-
b. Sumber lain : Rp. ----------------
Jumlah : Rp. 60.000.000,-
Mengetahui Surabaya, 3 Maret 2020
Kepala Laboratorium, Ketua tim peneliti
Fisika Medis dan Biofisika
Endarko, S.Si., M.Si.,P.hD. Dr.rer.nat. Nasori,S.Si., M.Si.
NIP 197411171999031001 NIP1981201831065
Mengesahkan, Menyetujui,
Kepala LPPM ITS Kepala Pusat Studi
Material, Sains dan Nanoteknologi
Agus Muhamad Hatta,ST,M.Si., PhD Dr.Drs.Mochammad Zainuri, M.Si
NIP 1978090220031210002 NIP 196401030199002001
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi fosil semakin terbatas pada saatnya nanti akan mengalami puncak ekplorasi
dan kebutuhan, sedangkan kebutuhan semakin meningkat. Oleh karenanya, perlu adanya
upaya untuk mencari sumber daya energi alternatif yang lebih murah dan ramah lingkungan.
Salah satu energi alternatif tersebut adalah penggunaan bahan bakar hidrogen. Teknologi ini
menggunakan cara elektrolisis air dengan memanfaatkan arus listrik yang hasilnya berupa gas
hidrogen dan oksigen (Ali Akbar, 2014).
Salah satu hal yang menjadi perhatian pada sistem ini adalah mewujudkan sumber
bakar alternatif dengan menggunakan air. Teknologi Brown gas atau biasa disebut sebagai
hydrogen hydrogen Oxide (HHO) ini sudah banyak diterapkan pada bahan bakar
kendaraan dan mesin diesel karena dapat meningkatkan performa mesin dan mengurangi
emisi gas buang (Yanur, 2013). Disamping itu, gas HHO juga bisa diaplikasikan pada las
oxyhydrogen untuk memotong dan menyambung logam dengan bahan bakar air yang
ditambahkan katalis untuk mempercepat reaksi elektrolisis sehingga gas hidrogen oksigen
yang dihasilkan optimal.
Kemampuan generator gas HHO yang dapat mengubah air menjadi gas hidrogen ini
merupakan energi alternatif yang sangat berguna khususnya bagi bagian timur Indonesia
mempunyai sumber daya air yang sangat besar sehingga tidak bergantung pada bahan bakar
fosil atau minyak bumi. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk memproduksi gas hidrogen
oxygen dengan menggunakan generator HHO melalui proses elektrolisis.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Membuat satu alat generator gas HHO tipe dry cell.
2. Mengetahui pengaruh konfigurasi pole plat elektroda pada generator gas HHO
tipe dry cell.
3. Mendapatkan nilai tekanan output dan laju produksi gas hidrogen yang
dihasilkan generator gas HHO tipe dry cell yang dapat digunakan sebagai
pembakar pengelasan.
4
1.3 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, dibatasi beberapa batasannya adalah sebagai berikut:
1. Material elektroda yang digunakan adalah stainless steel 304.
2. Konfigurasi pole plat elektroda yang digunakan yaitu (-)(+), (+)(-)(+), (-)(+)(-).
3. Pengujian difokuskan pada pengukuran nilai tekanan output dan laju produksi
gas hidrogen.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian tugas akhir ini adalah dapat memberikan referensi
penelitian mengenai salah satu proses produksi gas hidrogen dengan generator gas
HHO tipe dry cell serta dapat menjadi solusi sebagai energi alternatif sebagai bahan
bakar las yang dapat dimanfaatkan luas oleh masyarakat dan industri.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Elektrolisis
Elektrolisis adalah suatu proses pemecahan senyawa kimia tertentu menjadi suatu
molekul baru dengan bantuan arus listrik dan dua elektroda (Helmenstine, 2001). Dimana
arus listrik tersebut dialirkan pada elektroda positif (anoda) dan elektroda negatif
(katoda).Untuk mempercepat reaksi elektrolisis diperlukan adanya elektrolit sebagai
katalis.untuk melakukan proses elektrolisa kita hanya membutuhkan 4 komponen utama yaitu
baterai, elektroda, elektrolit dan bejana air.
2.1.1 Brown’s Gas (Hidrogen Hidrogen Oksida, HHO)
Brown’s Gas merupakan gas hasil dari proses pemecahan air murni (H2O) dengan
proses elektrolisis. Gas yang dihasilkan dari proses elektrolisis air tersebut adalah gas
Hidrogen dan Oksigen, dengan komposisi 2 Hidrogen dan 1 Oksigen (HHO) (Lowrie, 2005).
Oleh karena itu Brown’s gas juga lebih dikenal dengan nama gas HHO, selain itu gas HHO
juga dikenal dengan sebutan oxy-hidrogen.
Gambar 2.1 Pemecahan molekul air menjadi gas hho
Teknologi untuk memecah molekul air menjadi gas HHO dengan cara elektrolisis air
sebenarnya telah ditemukan sejak tahun 1800 oleh William Nicholson dan Johann Ritter.
Kemudian pada tahun 1805, Isaac de rivaz (1752- 1828) menggunakan gas hidrogen dari
hasil elektrolisis air sebagai bahan bakar mesin pembakaran internal yang ia rancang dan ia
buat sendiri (Hidayatullah, P.dan F.Mustari, 2008). Pada saat itu bahan bakar fosil belum
ditemukan. Namun gas hasil dari elektrolisis air tersebut baru diberi nama dan dipatenkan
oleh Yull Brown, pada tahun 1974. Gas hasil dari elektrolisis air tersebut diberi nama
Brown’s gas. Selain menggunakannya sebagai suplemen bahan bakar pada mesin,Yull Brown
juga menggunakan brown’s gas untuk pengelasan (cutting and welding torch).
6
2.1.2 Sistem Elektrolisa Air
Proses elektrolisa air adalah penguraian 2H2O menjadi H2 dan O2 dengan bantuan
elektroda yang diberi tegengan listrik. Faktor yang mempengaruhi elektrolisa antara lain
adalah:
a. Energi Penguraian Air
Secara konvensional diperlukan energi sebesar 286 kJ untuk menghasilkan 1 mol
hidrogen (H2) atau 2 g H2 sama dengan 24.287 liter H2, sehingga untuk membuat 1kg
H2 diperlukan 39.72 kWh (Archer Energy System, Inc.) 1kg H2 setara dengan energi 1
galon/3.78541 litergasolin. Pada laporan eksperimen Global Hydrogen Inc. disebutkan
4 kg hidrogen mampu menggerakkan kendaraan sejauh 270 mil.
b. Frekuensi
Material yang dioperasikan pada frekuensi yang sama dengan frekuensi natural
material tersebut akan lebih cepat rusak karena beresonansi. Demikian juga yang
dialami air jika diberikan frekuensi tertentu (pada percobaan Stanley Meyer frekuensi
yang dipakai adalah 43430 Hz dan 143762 Hz) mampu menguraikan air dengan energi
listrik yang lebih rendah.
c. Penggunaan Katalisator
Katalisator misalnya KOH, H2SO4 dan lain-lain berfungsi mempermudah proses
penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion katalisator mampu
mempengaruhi kesetabilan molekul air menjadi ion H dan OH yang lebih mudah di
elektrolisis,dengan kata lain energi untuk menguraikan air menjadi lebih rendah.
Tampak pada grafik dibawah ini bahwa konduktifitas listrik tertinggi sekitar 27%.
7
Gambar 2.2 Hubungan konsentrasi katalis koh dan konduktifitas listrik (Pyle et all, 1994)
d. Tegangan dan Arus Elektrolisa
Besar tegangan dan arus listrik berbanding lurus dengan banyak gas yang dihasilkan,
karena terkait dengan kesetimbangan energi dalam proses elektrolisis. Dengan efisiensi
100% diperlukan 3 kWh setiap meter kubik hidrogen pada temperatur 20°C. Efisiensi
100% diperoleh jika tegangan antar elektroda sebesar 1,23Volt. Sedangkan tegangan
selebihnya terbuang sebagai panas.Pada umumnya elektroda yang dipakai pada
generator HHO seperti platinum dan stainless steel mempunyai resistansi sehingga
tegangan yang harus diberikan lebih dari 1,48Volt. Intensitas arus pada elektroda
adalah sebesar 0,4 mA/cm2, jika intensitas dinaikkan akan memberi peluang korosi
pada elektroda.(Kothari et all, 2006) memaparkan efek dari variasi tegangan input
terhadap hydrogen production rate (HPR) dan efficiency generator HHO. Penelitian
dilakukan dengan menggunakan Hoffman Voltmeter dengan variasi elektroda platinum
dan baja; jarak antar elektroda 8cm, tegangan input DC divariasikan 1.4, 1.6, 1.8, 2.0,
2.2, 2.4, 3.0, 6.0, 9.0 dan 12.0 V dan variasi KOH 10%, 25% dan 50%. Dari penelitian
tersebut diperoleh bahwa efisiensi generator terbaik terletak pada tegangan input antara
2 dan 2,4 V, dan variasi KOH 50% pada elektroda platinum dan KOH 25% pada
elektoda baja.
2.2 Proses Elektrolisis Air untuk Memproduksi Gas HHO
Salah satu cara untuk menghasilkan hidrogen adalah dengan proses elektrolisa air,
Elektrolisis air adalah proses elektrolisa yang dimanfaatkan untuk memecah molekul air
(H2O) menjadi Hidrogen (H2) dan Oksigen (O2). Elektrolisis air pada dasarnya dilakukan
8
dengan mengalirkan arus listrik ke air melalui dua buah elektroda (katoda dan anoda). Agar
proses elektrolisa dapat terjadi dengan cepat maka air tersebut dicampur dengan elektrolit
sebagai katalis.
Proses elektrolisis air dapat terjadi dengan setengah reaksi asam ataupun basa (alkaline
electrolysis) ataupun keduanya. Terjadinya reaksi asam ataupun basa tergantung oleh kondisi
lingkungan/jenis elektrolit yang digunakan (Dopp, R.B. 2007). Jika elektrolit yang digunakan
berupa larutan asam seperti HCl dan H2SO4 maka reaksi yang terjadi adalah reaksi asam.
Pada reaksi ini reaksi reduksi terjadi pada elektroda negatif (katoda), dimana elektron (e-) dari
katoda diikat oleh kation H+ untuk membentuk gas Hidrogen (H2(g)). Sedangkan pada
elektroda positif (anoda), molekul H2O kehilangan elektron (e-) sehingga terpecah menjadi
gas Oksigen (O2(g)) dan kation H+.
Reaksi oksidasi di anoda (+) : 2 H2O (l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-
Reaksi reduksi di katoda (-) : 2 H+(aq) + 2e- → H2(g)
Reaksi keseluruhan : 2 H2O (l) → 2H2(g) + O2(g)
Jika elektrolit yang digunakan adalah larutan basa seperti KOH, NaOH (basa dari
golongan periode IA, alkali tanah) maka akan terjadi reaksi basa. Pada reaksi basa, reaksi
reduksi terjadi di katoda dimana molekul air mengikat elektron (e-) sehingga terpecah
menjadi gas Hidrogen (H2(g)) dan anion OH-. Anion OH- tersebut kemudian tertarik kesisi
anoda dan terpecah menjadi gas oksigen dan molekul H2O(l), sebagaimana dapat dilihat pada
persamaan reaksi kimia berikut:
Reaksi reduksi di katoda (-) : 2H2O(l) + 2e− → H2(g) + 2OH−(aq)
Reaksi oksidasi di anoda (+) : 4OH−(aq) → O2(g) + 2H2O(l) + 4e−
Reaksi keseluruhan : 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Tetapi jika elektrolit yang digunakan dari jenis garam seperti NaCl, KCl, dan Na2CO3,
maka akan terjadi reaksi asam dan basa. Dari kedua reaksi asam ataupun basa dapat dilihat
bahwa pada kedua reaksi tersebut produk yang dihasilkan dari elektrolisa 2 mol H2O
memiliki komposisi yang sama yaitu 2 mol gas Hidrogen dan 1 mol gas Oksigen. Pada kedua
jenis reaksi diatas gas Hidrogen juga dihasilkan pada elektroda negatif (katoda) dan gas
oksigen dihasilkan pada elektroda positif (anoda).
9
Gambar 2.3 Proses elektrolisis menghasilkan gas HHO
2.3 Komponen Elektrolisis Komponen penting yang menunjang proses elektrolisis untuk menghasilkan gas HHO
adalah tabung elektroliser, elektroda (katoda dan anoda) dan larutan elektrolit.
1. Tabung Elektroliser (HHO Generator)
Tabung elektroliser merupakan tempat penampungan larutan elektrolit, sekaligus tempat
berlangsungnya proses elektrolisis untuk menghasilkan gas HHO Di dalam tabung ini
terdapat dudukan elektroda yang akan diberi arus listrik dari accu (baterai). Tabung
elektroliser yang digunakan terbuat dari bahan kaca atau plastik tahan panas. Sebab proses
eletrolisis di dalam tabung elektroliser untuk menghasilkan gas HHO menggunakan reaksi
elektrokimia yang dapat menimbulkan panas.
Generator HHO dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu generator HHO tipe basah (wet
type) dan generator HHO tipe kering (dry type/Dry cell).
a. Generator HHO tipe basah (wet type)
Generator HHO tipe basah adalah sebuah generator HHO dimana elektroda-
elektrodanya terendam elektrolit. Keuntungan generator gas HHO tipe basah adalah :
1) Produksi yang dihasilkan lebih banyak dikarenakan luasan elektroda yang sepenuhnya
terendam larutan elektrolit.
2) Perawatan generator yang lebih ringkas
3) Pembuatan generator tipe wet cell lebih mudah dan cepat
10
Gambar 2.4 Generator HHO tipe basah (wet cell)
b. Generator HHO tipe kering (dry type/dry cell)
Generator HHO tipe kering adalah sebuah generator HHO dimana elektroda-
elektrodanya tidak terendam elektrolit atau elektroda-elektrodanya tidak berada didalam
sebuah bejana elektrolit.Elektrolit pada generator ini hanya berisi pada celah-celah antara
elektrodanya. Keuntungan generator gas HHO tipe kering adalah:
a) Penggunaan air untuk proses elektrolisa hanya sedikit, yaitu hanya air yang terjebak
diantara lempengan sel.
b) Ada sirkulasi air dengan tambahan reservoir, dimana cukup untuk menurunkan
temperatur kerja dari generator itu sendiri.
c) Konstruksinya yang simpel, tidak memerlukan space yang banyak.
Gambar 2.5 Generator HHO tipe kering (dry cell)
2. Elektroda
Elektroda merupakan salah satu komponen yang sangat penting pada proses elektrolisis
air. Elektroda berfungsi sebagai penghantar arus listrik dari sumber tegangan ke air yang
akan dielektrolisis. Pada elektrolisis yang menggunakan arus DC, elektroda terbagi menjadi
dua kutub yaitu positif sebagai anoda dan negatif sebagai katoda. Material serta luasan
elektroda yang digunakan sangat berpengaruh terhadap gas HHO yang dihasilkan dari proses
elektrolisis air. Secara teori, luas permukaan yang sama akan menghasilkan volume gas yang
sama karena adsorbsi pereaksi di permukaan mengalami kesetimbangan yang sama, dengan
luasan yang sama distribusi pereaksi di permukaan juga sama.
11
Serangkaian percobaan telah dilakukan untuk menguji efek dari penggunaan ukuran
elektroda yang berbeda pada efisiensi proses (Nagai et all, 2003). Sebagai hasilnya
menunjukkan, pada lebar elektroda yang sama, lebih besar H (tinggi elektroda) akan
menyebabkan tambahan disipasi daya dalam sel. Alasan itu disampaikan untuk menjawab
pembentukan volume yang lebih besar dari fraksi void.
Material elektroda harus dipilih dari material yang memiliki konduktifitas listrik dan
ketahanan terhadap korosi yang baik. Titanium dan logam mulia seperti emas dan platina
memiliki nilai konduktifitas dan ketahan terhadap korosi yang tinggi namun keberadaannya
di pasaran sangat terbatas sehingga harganya menjadi relatif sangat mahal. Oleh karena itu,
perlu dicari material lain yang mempunyai sifat konduktifitas dan ketahanan korosi yang baik
namun harganya relatif lebih murah dan tersedia di pasaran. Stainless steel merupakan logam
paduan yang memiliki konduktifitas dan ketahanan terhadap korosi yang relatif lebih baik di
banding logam-logam paduan ataupun logam murni lainnya dan harganya juga relatif lebih
terjangkau. Sehingga Stainless steel menjadi pilihan yang tepat untuk digunakan sebagai
elektroda pada proses elektrolisis.
Stainless steel pada dasarnya adalah baja paduan logam besi (Fe) dengan unsur paduan
utama Carbon (C), Nikel (Ni), dan Chromium (Cr). Secara garis besar stainless steel dapat
dibagi menjadi lima kelompok (Cobb, 1999), yaitu :
1. Austenitic Stainless Steel
2. Ferritic Stainless Steel
3. Martensitic Stainless Steel
4. Duplex Stainless Steel (austenitic-feritic)
5. Precipitation Hardening Stainless Steel
Setiap kelompok stainless steel terbagi lagi menjadi beberapa tipe dengan persentase dan
kandungan unsur paduan yang berbeda-beda, sebagaimana dapat dilihat pada tabel 2.1.
Untuk setiap tipe stainless steel mempunyai karakteristik yang berbeda begitu pula
dengan konduktifitas listrik dan ketahanannya terhadap korosi. Dapat dilihat bahwa stainless
steel Type SS 304, 316F, 316L, 316N, 317, 329, dan 330 mempunyai ketahanan korosi
diberbagai lingkungan, sehingga stainless steel tipe ini sangat cocok digunakan sebagai
elektroda pada proses elektrolisa air untuk memproduksi gas HHO,. Oleh karena itu dicari
stainless steel yang tersedia dipasaran dalam negeri.
12
Tabel 2.1 Standard komposisi stainless steel
Sumber: Corossion Science and Technology (Tabolt, 1998)
Stainless steel tipe SS 316L merupakan stainless steel yang relatif banyak tersedia
dipasaran. Meskipun mempunyai harga yang relative mahal , SS 316L mempunyai banyak
kelebihan daripada material lain yang disebutkan. Tingkat tahan korosi dari material ini lebih
tinggi dari dari material lain , sehingga umur elektroda akan menjadi lebih lama . Selain itu,
tersedia dalam berbagai macam bentuk, seperti dalam bentuk kawat, plat dan pipa . Sehingga
SS tipe 316L dapat digunakan sebagai elektroda pada generator HHO.
3. Katalisator
Pada proses elektrolisis air, katalis yang digunakan adalah larutan elektrolit. Elektrolit
dapat didefinisikan sebagai konduktor listrik,dimana arus listrik dibawa oleh pergerakan ion
(Gaikwad, S. K., 2004).
13
Dengan melarutkan elektrolit di dalam air akan meningkatkan konduktifitas listrik dari
air. Oleh karena itulah dengan penambahan elektrolit sebagai katalis pada proses elektrolisis
akan menurunkan energi yang dibutuhkan, sehingga laju reaksi pemecahan molekul air
menjadi lebih cepat. Dan apabila jumlah elektrolit yang dilarutkan ke air semakin banyak
maka konduktifitas listrik dari air akan semakin tinggi, maka laju produksi gas HHO yang
dihasilkan dari proses elektrolisis air juga akan semakin meningkat, akan tetapi jika elektrolit
yang dilarutkan ke air terlalu banyak maka energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan gas
HHO akan semakin besar karena larutan elektrolit akan semakin jenuh sehingga pergerakan
ion-ion didalamnya menjadi terhambat.
Gambar 2.6 Grafik hubungan antara reaksi kimia terhadap energi yang dibutuhkan untuk terjadinya
reaksi (Rossum.J.R., 2000)
Banyak jenis katalis yang digunakan pada proses elektrolisis diantaranya yang sering
digunakan yaitu sodium bikarbonat (NaHCO3), natrium hidroksida (NaOH), dan kalium
hidroksida (KOH).
Berdasarkan gambar 2.6 dapat terlihat bahwa penggunaan katalis memberikan alternatif
mekanisme lain yang, energi aktivasinya lebih rendah sehingga reaksi dapat berjalan dengan
lebih cepat. Pembentukan kompleks teraktivasi akan lebih tercapai dengan penambahan
katalis yang menyebabkan reaksi dapat lebih cepat berjalan. Dalam penelitian ini
menggunakan larutan elektrolit Kalium Hidroksida (KOH).
Tabel 2.2 Karakteristik Kalium Hidroksida (KOH)
14
No
.
KARAKTERISTIK SATUAN NILAI
1 Berat Molekul gr/mol 56,1
2 Titik Lebur o
C 360
3 Titik Didih o
C 1320
4 Densitas 3
gr/cm 2,04
Sumber: Chemistry (McMurry, J. dan Robert, C., 2001)
2.2 Karakteristik Gas HHO
Gas HHO (Brown’s Gas) terdiri dari gas hidrogen dan Oksigen, dengan perbandingan
komposisi mol 2:1. Perbandingan ini adalah perbandingan yang sthoikiometri untuk
terjadinya reaksi pembakaran (oksidasi) gas hidrogen oleh gas oksigen. Reaksi pembakaran
pada gas HHO pada dasarnya adalah reaksi terikatnya kembali hidrogen pada oksigen untuk
membentuk molekul air. Sebagaimana dapat dilihat pada persamaan reaksi kimia berikut ini:
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
Persamaan reaksi kimia tersebut merupakan kebalikan dari persamaan kimia pada
elektrolisis air. Jika pada proses elektrolisa untuk memecah molekul air membutuhkan energi,
maka sebaliknya pada reaksi oksidasi hidrogen dihasilkan sejumlah energi. Gas hidrogen
mempunyai beberapa karakteristik yaitu: tidak berwarna, mudah terbakar, sangat ringan, dan
sangat mudah bereaksi dengan zat kimia lainnya. Gas HHO pada kondisi normal tidak akan
terbakar dengan sendirinya tanpa ada sulutan api, jika kandungannya 4% dari volume ruang
dengan temperatur ruangan gas hidrogen akan terbakar sendiri (O’Connor, 2006).
2.3 Plat Netral Pada Generator
Plat netral pada generator HHO adalah plat yang tidak diberikan tegangan positif dan
negatif dari baterai. Tegangan diberikan hanya pada akhir plat, positif dan negatif. Plat netral
sebenarnya menyebabkan drop tegangan antar plat tersebut. Plat netral memberikan luas
permukaan tambahan untuk produksi gas HHO serta menurunkan panas generator.
15
Tegangan rendah menghasilkan panas yang kecil. Pada 12 Volt baterai dengan 1 netral
maka akan memiliki 6 Volt antara masing-masing cell. Dengan 2 netral maka akan memiliki
4 Volt antara masing-masing cell. Dengan 3 netral maka akan memiliki 3 Volt, dan
seterusnya.
a. Plat paralel (unipolar)
Konfigurasi plat parallel (unipolar) menciptakan rangkaian paralel. Tegangan 12 Volt dapat
diukur antara dua plat yang saling berhadapan. Dengan kata lain, 12 Volt dijatuhkan disetiap
set pelat. Gambar 2.7 berikut adalah pengaturan plat paralel, setiap plat mendapatkan positif
negatif:
12 Volt terukur antara dua plat
12 Volt terukur dari plat positif ke negatif
12 Volt terukur dari tiap-tiap plat positif ke negatif
12 Volt terukur dari tiap-tiap plat positif ke negatif
Gambar 2.7 Konfigurasi plat paralel (unipolar) (daddyo,2003)
Ketika arus listrik dialiri di antara plat paralel, maka arus akan terbagi jika ada lebih dari
satu set. Sebagai contoh, jika ada dua set plat paralel ke baterai, elektron memiliki dua jalan
untuk mengambilnya. Jika plat memiliki ukuran yang sama, dan terpisah jarak yang sama,
arus listrik akan melewati dua jalan, setengah arus akan melakukan perjalanan melalui satu
set dan setengah arus lain akan melalui jalan lainnya.
16
Gambar 2.8 Arus pada plat paralel (unipolar) (daddyo,2003)
Pada Gambar 2.8 arus listrik mengalir melalui terminal negatif baterai ke plat negatif
kemudian ke plat positif, dan ke terminal positif baterai. Tegangan pelat 12 Volt, dalam hal
ini arus melalui 3 jalan. Pada plat negatif bawah arus ke arah plat positif di atasnya dan plat
positif di bawahnya.
Dengan susunan paralel 4 plat menunjukkan tiga cell. Jika 10 amper arus diberikan,
maka arus tersebut akan melakukan perjalanan di 3 jalur, sehingga arus dibagi 3. Jadi,
masing-masing cell hanya memiliki 3,333 Volt melewatinya.
b. Menambahkan Plat Netral (bipolar)
Ketika menambahkan plat netral diantara plat parallel maka jumlah arus akan sama tiap
cell. Tegangan diberikan hanya pada akhir plat positif dan negatif. Plat netral sebenarnya
menyebabkan drop tegangan. Setiap netral membagi tegangan, hal ini karena ia mengubah
resistansi dan jarak antara positif dan negatif yang pada gilirannya mengubah tegangan
listrik antara netral dan positif dan netral dan negatif. Jika dilakukan pengukuran tegangan
dari plat positif ke plat negatif yang terbaca 12 Volt tegangan listrik. Tetapi jika diukur dari
plat netral baik positif atau negatif, terbaca menjadi 6 Volt tegangan listrik. Jadi plat netral
merupakan cara yang efektif untuk menurunkan tegangan alat.
Dalam sistem 12 Volt, menggunakan konfigurasi ini satu netral, drop tegangan antara
dua plat yang berdekatan akan menjadi 6 Volt. jika memiliki 2 cell, 12 Volt dibagi 2 sama
dengan 6 Volt. Ditunjukkan pada Gambar 2.9.
Penambahan sebuahplat netral antara plat positif dan
negatif. Jika jarak yang sama antara plat tersebut maka
pengukuran dari plat netral ke plat positif dan plat netral
ke plat negatif, maka terbaca 6 Volt per cell.
17
Penambahan 2 buah plat netral antara plat positif dan
negatif. 2 netral membuat 3 cell (daerah air). Maka
terbaca 12V/3 = 4 Volt per cell.
Penambahan 3 buah plat netral antara plat positif dan
negatif. 3 netral membuat 4 cell (daerah air). Maka
terbaca 12V/4 = 3 Volt per cell.
Penambahan 4 buah plat netral antara plat positif dan
negatif. 4 netral membuat 5 cell (daerah air). Maka
terbaca 12V/5 = 2,4 Volt per cell.
Penambahan 5 buah plat netral antara plat positif dan
negatif. 5 netral membuat 6 cell (daerah air). Maka
terbaca 12V/6 = 2 Volt per cell.
Gambar 2.9 Konfigurasi Plat Netral (bipolar)
Tegangan yang lebih rendah berarti lebih sedikit panas yang terjadi, idealnya 1,25 Volt
mampu membuat sebagian HHO dengan sedikitnya jumlah kelebihan panas. Setiap plat
netral memiliki sisi positif dan negatif, atau dikatakan sisi yang lebih positif dan sisi negatif.
Itulah mengapa kita dapat mengukur penurunan tegangan antara plat.
Arus listrik mengambil jalan yang sama seperti plat paralel, tetapi juga harus melewati
netral. Gambar 2.10 menjelaskan perbedaan jalannya arus pada netral dan paralel:
Arus listrik mengalir melalui terminal negatif baterai ke
plat negatif kemudian melalui plat netral ke plat positif,
dan ke terminal positif baterai. Netral menurunkan
tegangan plat dan membagi arus dan menambah luas
permukaan produksi HHO.
18
Arus listrik mengalir melalui terminal negatif baterai ke
plat negatif kemudian melalui plat positif, dan ke
terminal positif baterai. Tegangan plat 12 Volt, dalam
hal ini arus melalui 3 jalan. Pada plat negatif bawah arus
ke arah plat positif di atasnya dan plat positif di
bawahnya.
Gambar 2.10 Perbedaan arus pada platnetral (bipolar) dan plat paralel (unipolar)
Pada susunan ini 2 rangkaian seri dengan menggunakan
satu plat positif bersama, ini disebut seri-paralel.
Pada susunan ini sama seperti di atas hanya beda kabel
saja.
Pada susunan ini sama seperti di atas hanya
menggunakan 2 plat positif.
Gambar 2.11 Konfigurasi Seri-Paralel bipolar-unipolar) (daddyo,2003)
Menggunakan plat netral menciptakan sirkuit seri pada rangkaian. Sedangkan
konfigurasi ini akan menjadi rangkaian Seri Paralel jika ada dua atau lebih rangkaian yang
sama digabung menjadi satu. Jika 12 Volt negatif diterapkan padadua plat, dan satu positif
diterapkan antara mereka, itu adalah susunan paralel. Namun ada Netral dalam seri antara
masing-masing positif dan negatif. Konfigurasi ini disebut seri paralel. Gambar 2.11
menjelaskan konfigurasi tersebut.
Penggunaan konfigurasi seri-paralel dapat menghasilkan sejumlah besar atau kecil gas
HHO dan dapat untuk mengurangi panas.Plat netral memungkinkan kita untuk menurunkan
tegangan operasi untuk setiap plat, agar didapatkan efisiensi yang lebih baik. Melalui
19
percobaan trial and error, bahwa tegangan mendekati 2,0 Volt atau lebih sedikit maka akan
memperpanjang waktu operasi generator. inilah kunci efisiensi.
2.4 Parameter Unjuk Kerja Generator HHO
Penggunaan generator HHO basah (wet)maupun baik tipe kering (dry) pada kendaraan
bermotor ataupun generator-set harus memperhatikan beberapa hal, seperti seberapa besar
daya yang dibutuhkan oleh generator HHO. Sehingga dengan pemasangan generator HHO
pada kendaraan tidak menyebabkan sistem kelistrikan dan sumber energi pada kendaraan
terganggu. Untuk memperoleh karakteristik terbaik dari setiap generator HHO maka
diperlukan parameter unjuk kerja generator HHO, sehingga terlebih dahulu harus
digambarkan sistem yang akan digunakan (Raymond, 2004). Adapun parameter unjuk kerja
dari generator HHO tersebut adalah :
1. Daya yang dibutuhkan generator HHO
2. Temperatur fluida pada generator HHO
3. Laju produksi gas HHO (flowrate)
2.5 Daya yang Dibutuhkan Generator HHO (Phho)
Untuk menghasilkan gas HHO dengan menggunakan proses elektrolisis air dibutuhkan
energi listrik. Jika generator HHO dipasang pada kendaraan bermotor, dengan sumber energi
listrik diambil dari alternator sepeda motor yang bisa memberikan arus bolak- balik. Semakin
besar ukuran mesin kendaraan, energi listrik yang dihasilkan dari alternator engine akan
semakin besar, sehingga arus yang dialirkan ke generator juga semakin besar.
Energi listrik dari alternator dipergunakan untuk sistem kelistrikan dan pengapian di
kendaraan (seperti lampu, pengisian baterai, dan api pada busi). Namun sebagian energi
listrik tersebut dapat dipergunakan sebagai sumber tegangan dan arus untuk generator HHO.
Energi listrik tersebut jumlahnya terbatas, sehingga generator HHO yang dipasang pada
kendaraan dayanya harus dibatasi. Begitu pula ketika generator HHO digunakan pada engine
penggerak generator, listrik yang dihasilkan oleh generator semaksimal mungkin agar dapat
digunakan untuk menyalakan beban. Oleh karena itu harus diketahui seberapa besar daya
yang dibutuhkan oleh generator HHO. Perumusan untuk mencari daya yang dibutuhkan
adalah sebagai berikut:
Perumusan untuk mencari daya yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
20
P = V.I ...................................... (2.1)
dimana: P = daya yang dibutuhkan generator HHO (watt)
V = beda potensial/voltase (volt)
I = arus listrik (ampere)
Beda potensial didapat dengan menggunakan voltmeter yang dipasang paralel dengan
rangkaian dan arus listrik dapat diukur menggunakan amperemeter yang dipasang secara seri
dengan rangkaian selama pengujian berlangsung.
2.6 Laju Produksi Gas HHO (m)
Produk utama proses elektrolisis air dengan menggunakan generator HHO adalah gas
HHO. Sehingga untuk mengetahui seberapa baik kinerja generator HHO, perlu diketahui
seberapa banyak gas HHO yang dihasilkan oleh generator HHO tersebut. Secara aktual untuk
mengetahui seberapa besar volume gas HHO yang dihasilkan dari proses elektrolisis dapat
dilakukan dengan pengukuran menggunakan HHO flowmeter (Chandra et all, 2014).
untuk menghitung flowrate gas HHO dapat dicari dengan persamaan berikut ini:
= Q x ρ .......................................... (2.2)
dimana: 𝑚 = Laju Produksi Gas HHO (Kg/s)
Q = Debit Produksi gas HHO (m3/s)
𝜌 = Massa Jenis HHO (Kg/m3)
Dengan perumusan debit Produksi gas HHO:
Q = V / t ......................................... (2.3)
dimana: V = Volume gas Terukur (m3)
t = Waktu produksi gas HHO
Dari persamaan kimia reaksi elektrolisis air berikut ini dapat dihitung seberapa besar
kandungan dari massa H2 dalam gas HHO. Jika massa H2O yang dielektrolisis sebanyak 1 kg
maka massa produk total H2 dan O2 juga 1 kg sehingga diketahui Mr H2O = 18, Mr H2 = 2
dan Mr O2 = 32 maka didapatkan mole H2:
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Mol = massa/Mr ............................. (2.4)
21
2.7 Pengelasan (Welding)
Pengelasan merupakan salah satu bagian yang tak terpisahkan dari proses manufaktur.
Proses pengelasan (welding) merupakan salah satu teknik penyambungan logam dengan atau
tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam tambahan sehingga menghasilkan sambungan
yang kotinu. Sedangkan definisi menurut Deutche Industrie and Normen (DIN), las adalah
ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam
keadaan melting atau cair.
Proses pengelasan yang sering dipakai biasanya menggunakan gas acetylene. Namun
ada juga pemakaian gas-gas hidrogen, gas alam, propane, untuk logam–logam dengan titik
cair rendah. Pada proses pembakaran gas-gas tersebut diperlukan adanya oxygen. Oxygen ini
didapatkan dari udara dimana udara sendiri mengandung oxygen (21%), juga mengandung
nitrogen (78%), argon (0,9 %), neon, hydrogen, carbon dioksida, dan unsur lain yang
membentuk gas.
Proses pengelasan memerlukan panas untuk meleburkan atau mencairkan logam dasar
dan bahan pengisi agar terjadi aliran bahan atau peleburan. Energi pembangkit panas dapat
dibedakan menurut sumbernya yaitu listrik, kimiawi, mekanis, dan bahan semikonduktor.
Proses pengelasan yang paling umum, terutama untuk mengelas baja, yaitu memakai energi
listrik sebagai sumber panas dan yang paling banyak digunakan adalah busur nyala (listrik).
Busur nyala adalah pancaran arus listrik yang relatif besar antara elektroda dan logam dasar
yang dialirkan melalui kolom gas ion hasil pemanasan. Berdasarkan masukan panas (heat
input) utama yang diberikan kepada logam dasar atau induk, proses pengelasan dapat dibagi
menjadi dua cara, yaitu (Suman, 2014).
1. Pengelasan dengan menggunakan energi panas yang berasal dari nyala api las
(fusion), contohnya las busur (arc welding), las gas (gas welding), las sinar
elektron (electron discharge welding), dan lain-lain.
2. Pengelasan dengan menggunakan energi panas yang tidak berasal dari nyala api
las (nonfusion), contohnya pengelasan dengan gesekan (friction stirr welding), las
tempa, dan lain-lain.
22
Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi untuk keberhasilan proses pengelasan yaitu (Yong-
Kyun Lee, 2006).
1. Material yang akan disambung dapat mencair oleh panas.
2. Antara material yang akan disambung terdapat kesesuaian sifat lasnya.
3. Cara penyambungan sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan penyambungan.
Pada tabel 2.3 berikut ini menunjukkan titik lebur beberapa bahan logam.
Tabel 2. 1 Titik lebur bahan logam
No. Nama Logam Titik Lebur (oC)
1 Tembaga (Cu) 1083
2 Seng (Zn) 420
3 Timah (Sn) 232
4 Timbal (Pb) 330
5 Nikel (Ni) 1450
6 Khrom (Cr) 1900
7 Wolfram (W) 3380
8 Mangan (Mn) 1250
9 Molibdenum (Mo) 2550
10 Kobalt (Co) 1490
11 Titanium (Ti) 1700
12 Alumunium (Al) 660
13 Alumunium Oxide 2020
14 Berilium (Be) 1285
15 Magnesium (Mg) 650
16 Bismut (Bi) 270
17 Besi (Fe) 1535
18 Kuningan 900
19 Baja Karbon rendah 1500
BAB III
METODOLOGI
3.1 Diagram Alir Penelitian
23
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa langkah. Diagram alir penelitian ditunjukkan
pada Gambar 3.1,
Gambar 3. 1 Diagram alir penelitian
3.2 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan HHO generator ini adalah
sebagai berikut.
1. Plat Stainless Steel 304
Plat stainless steel 304 merupakan tipe logam stainless steel yang kuat dan tahan
korosi dan sering dipakai dalam peralatan industri. Plat ini digunakan sebagai
elektroda dalam generator HHO yang terdiri dari 9 plat elektroda yang disusun
berbeda-beda.
Start
Studi literatur perancangan alat
Perancangan software menggunakan Arduino IDE
Pengujian alat dengan variasi konfigurasi pole
Finish
Didapatkan nilai tekanan output dan
waktu produksi
Apakah sudah
dilakukan
pengulangan?
Perancangan alat generator HHO
Perancangan Hardware mikrokontroller
belum
ya
24
Gambar 3. 2 Plat Stainless Steel 304
2. BMP 280 BMP 280 (Bosch) merupakan sensor yang dapat mendeteksi tekanan, temperatur dan
ketinggian tanah. Sensor ini digunakan untuk mengukur tekanan output gas hydrogen pada
generator HHO. BMP 280 dapat mendeteksi tekanan 300 mbar hingga 1100 mbar
dengan akurasi relatif ±0.12 mbar dan akurasi absolut ±1 mbar.
Gambar 3. 3 BMP 280
3. Arduino UNO Arduino UNO digunakan sebagai kendali dalam sistem kontrol dan instrumentasi.
Proses pemrogaman Arduino UNO menggunakan software Arduine IDE. Dalam penelitian
ini, arduino digunakan sebagai pengontrol rangkaian sensor pendeteksi tekanan.
Gambar 3. 4 Arduino UNO
4. LCD LCD berfungsi untuk menampilkan data berupa tekanan yang dideteksi oleh sensor bmp
280. LCD merupakan layar berukuran 16 x 2 cm yang dapat menampilkan teks/angka
tertentu. Pada penelitian ini LCD menampilkan nilai tekanan dari sensor BMP 280.
25
Gambar 3. 5 LCD
5. Modul I2C Modul I2C (Inter Integrated Circuit) ini berfungsi untuk meminimalkan penggunaan pin
dan kabel dalam mengontrol layar lcd. I2C ini menggunakan daya 5V yang dihubungkan
dengan Arduino UNO.
Gambar 3. 6 I2C
6. Power Supply Power Supply merupakan sumber tegangan berupa arus DC. Dalam penelitian ini, power
supply ini berfungsi sebagai sumber arus listrik pada generator HHO. Power supply yang
digunakan pada penelitian ini 24 V 10A.
Gambar 3. 7 Power Supply
7. Polivinil klorida
26
Polivinil klorida (PVC) merupakan polimer termoplastik yang elastis, kuat, fleksibel,
dan tahan panas. Dalam penelitian ini PVC digunakan sebagai bahan pemisah antar plat
stainless steel 304.
Gambar 3. 8 Polivinil klorida
8. Torch Las
Torch las digunakan sebagai alat pengeluaran gas HHO sekaligus sebagai alat burning.
Gambar 3. 9 Torch Las
9. Kalium Hidroksida
Kalium Hidroksida atau KOH (SAP Chemicals) merupakan bahan kimia yang
mempunyai rumus kimia KOH. Dalam penelitian ini KOH berfungsi sebagai katalisator
untuk mempercepat proses elektrolisis.
27
Gambar 3. 10 KOH
10. Multimeter Digital
Multimeter digital digunakan untuk mengukur besar arus dan tegangan pada plat
elektroda generator HHO. Multimeter ini memiliki spesifikasi 20A 1000V.
. Gambar 3. 11 Multimeter Digital
11. Stopwatch
Stopwatch digunakan sebagai alat yang digunakan untuk mengukur lamanya
waktu yang diperlukan dalam suatu kegiatan atau penelitian. Pada penelitian ini
stopwatch berfungsi untuk mengukur data waktu debit produksi gas HHO.
Gambar 3. 12 Stopwatch
12. Neraca Digital
Neraca digital berfungsi untuk mengetahui bobot atau massa suatu benda atau
sebagai alat ukur massa atau berat. Pada penelitian ini neraca digital berfungsi untuk
mengukur massa katalisator.
28
Gambar 3. 13 Neraca digital
3.3 Pembuatan Alat
Komponen utama dalam pembuatan generator HHO ini terdiri dari plat stainless steel
304, akrilik, dan PVC. Pertama plat stainless steel dipotong menjadi bentuk persegi empat
dengan ukuran 20x20 cm sebanyak 9 buah. Kemudian plat stainless steel tersebut dipotong
lagi dengan bentuk segi enam yang ada pada gambar 3.1. Lalu PVC dipotong menjadi bentuk
segi delapan seperti pada gambar 3.8 sebanyak 10 buah. Selanjutnya akrilik dilubangi dan
dipotong menggunakan leser cutting sedemikian rupa hingga terlihat seperti pada gambar
3.14 di bawah ini.
Gambar 3. 14 Skema perancangan alat
Pada gambar 3.14 merupakan skema perancangan alat generator HHO sebagai mesin
pengelasan HHO. Setelah komponen alat dan bahan disiapkan, kemudian disusun menjadi
bentuk generator HHO tipe dry cell dengan susunan 9 plat elektroda. Selanjutnya untuk
memproduksi gas HHO, maka generator HHO diberi 2 lubang sirkulasi yang terdiri dari
lubang input untuk masuknya larutan katalis dari tabung reservoir yang dihubungkan dengan
selang dan lubang output untuk keluarnya gas HHO yang terhubung dengan selang yang
kemudian dialirkan ke tabung reservoir. Setelah menuju tabung reservoir, gas HHO dialirkan
menuju tabung bubler untuk menghasilkan gas HHO murni yang kemudian digunakan untuk
pembakaran/las hidrogen.
3.4 Development Sensor Tekanan
Komponen utama untuk mengukur output tekanan gas HHO adalah sensor BMP 280,
Arduino UNO, dan LCD yang sudah dipasang dengan I2C. Skema wiring sensor BMP 280
ini yaitu kaki gorund pada I2C dihubungkan dengan pin ground pada arduino UNO, kaki
29
VCC I2C dihubungkan dengan pin 5v arduino UNO, kaki SCL I2C dihubungkan pada pin
SCL arduino UNO, dan kaki SDA I2C dihubungkan pin SDA arduino UNO. Sedangkan
untuk sensor BMP 280 yang juga membutuhkan SCL dan SDA maka kaki SCL nya
dihubungkan dengan pin A5 pada arduino UNO dan kaki SDA nya dihubungkan dengan pin
A4 pada arduino UNO. Untuk lebih jelasnya mengenai skema mikrokontroller dan sensor
dapat dilihat pada gambar 3.15 di bawah ini. Gambar 3. 15 Skema mikrokontroller dan sensor
Pada gambar 3.15 merupakan skema mikrokontroller dan sensor. Setelah rangkaian
sudah siap, sensor BMP 280 dimasukkan ke dalam pipa yang kemudian dihubungkan pada
valve yang berhubungan dengan selang output tekanan gas HHO yang keluar di tabung
reservoir. Sumber listrik yang diperlukan untuk menyalakan rangkaian instrumen ini didapat
dari sumber PLN yang dihubungkan dengan stop kontak charger smartphone untuk
menyalakan Arduino UNO.
3.5 Pengambilan Data
Data yang didapatkan pada penelitian ini yaitu nilai tekanan gas HHO, data tegangan
dan arus pada generator HHO, serta data waktu yang dibutuhkan gas HHO untuk mengisi
volume 100 ml pada gelas ukur. Pada pengambilan tekanan gas HHO, selang yang
menghubungkan tabung reservoir dan tabung bubler dilepas dan dihubungkan dengan
perangkat sensor BMP 280. Kemudian didapatkan tekanan awal oleh sensor sebelum diberi
tekanan gas HHO dicatat. Lalu valve ditutup dan generator HHO dinyalakan, setelah
generator HHO berjalan selama 5 menit, valve selang output dibuka dan tekanan yang
terukur diamati dan dicatat. Lalu valve ditutup kembali, dan pengambilan data ini dilakukan
setiap 5 menit sampai dengan 60 menit serta dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali. Adapun
skema alat pengambilan tekanan dapat dilihat pada gambar 3.16 di bawah ini.
Gambar 3. 16 Skema alat pengambilan nilai tekanan gas HHO Pada pengambilan data waktu yang dibutuhkan gas HHO untuk mengisi volume 100 ml,
ujung selang output tabung reservoir dimasukkan ke dalam bak berisi air. Bagian ujung
selang ditutup dengan gelas ukur yang berisi air. Kemudian generator HHO dinyalakan
sehingga gas HHO mengalir dari tabung reservoir menuju ujung selang output dan masuk ke
dalam gelas ukur. Lalu waktu yang dibutuhkah gas HHO mengisi 100 ml gelas ukur diukur
dengan stopwatch dan dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali. Adapun Skema alat
pengambilan data waktu untuk mencapai 100 ml gas HHO dapat dilihat pada gambar 3.17 di
bawah ini.
30
Gambar 3. 17 Skema alat pengambilan nilai waktu volume gas HHO
Pada gambar 3.17 membuktikan bahwa generator HHO menghasilkan gas
hidrogen hidrogen oksigen. Gas tersebut akan digunakan sebagai pembakaran mesin
pengelasan HHO, sehingga semakin besar gas yang dihasilkan semakin besar juga
pembakaran yang dihasilkan. Pada generator HHO ini merupakan tipe las dengan
menggunakan energi panas yang berasal dari nyala api fusion, contohnya las busur
(arc welding), las gas (gas welding) dan lain-lain.
3.6 Road Map Penelitian
Visi dan misi dalam penelitian ini dapat terlihat pada bagan road map penelitaian yang telah
kami lakukan sebagai berikut:
Gambar 3. 18 Skema alat pengambilan nilai waktu volume gas HHO
31
Perkembangan penelitian ini telah sampai pada fase pengujian prototype yang telah
menghasilkan skipsi dengan bahan elektrode planar, dan telah teruji pada skala laboratorium
yang menghasilkan aliran gas yang ditengarai sebagai gas hydrogen.
Dari penelitian yang sudah teridentifikasi tersebut, maka tahapan selanjutnya adalah
peningkatan kuantitas dan kualitas dari prototype tersebut dengan memanfaatkan rekayasa
teknologi nano untuk memperluas permukaan sentuh air dengan elektroda, dimana dalam
hioptesa jumlah produksi hydrogen akan meningkat seiring dengan muka-sentuh permukaan
elektrolite dalam hal ini air dan pelarutnya.
32
BAB IV. BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN
4.1 ANGGARAN BIAYA
No Uraian Kebutuhan Volume Satuan Harga
Satuan
Total
1 Plat Stainles A366
Water DI
Kompresor
Sensor fluida
Andrivo-Sensor
4
0.5
1
2
1
m2
Liter
buah
buah
buah
Rp1,500,000
Rp1,500,000
Rp3,000,000
Rp5,541,500
Rp2,000,000
Rp6,000,000
Rp750,000
Rp3,000,000
Rp11,083,000
Rp2,000,000
Judul
Penelitian
: Pembuatan Generator Plat Nano Struktur Sel Elektrolisis Oxyhidrogen (Hho) Tipe
Dry Cell Untuk Sistem Mesin Las Terintegrasi Berbahan Bakar Air
Ketua
Peneliti : Dr.rer.nat. Nasori, M.Si.
NIP : 1981201831065
NIDN : 0710028101
Perguruan
Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Departemen : Fisika
Fakultas : Fakultas Sains dan Analisis Data
Nama
Anggota (1) : Drs. Bachtera Endarto, M.Si.
Nama
Anggota (2) : Muhammad Rizki Mubarok
Nama
Anggota (3) Adnan Wahyu Dwi Putra
Nama
Anggota (4) : Azmi Ainul Qolbi
Total Dana
Diajukan : Rp. 60.000.000,-
Rekapitulasi Rencana Penggunaan Dana
33
No Uraian Kebutuhan Volume Satuan Harga
Satuan
Total
Tekanan
Pembelian Bahan
Habis Pakai,
Meliputi : EL
TECH
Ethanol
Aceton
Perchloric Acid
Nikel II Sulfate
Nikel II Chloride
Silver Nitrat
CH3CH2OH
NaOH
Aceton
H2CrO4
CH3CH2OH
Pembelian Bahan
Habis Pakai,
Meliputi : EL
TECH
H2CrO4
H2C2O4
CH3CH2OH
H3BO3
Tube Gas
2.5
2.5
2.5
250
250
100
0.15
0.5
0.5
0.4
0.15
1
1
1
1
1
Liter
Liter
Liter
gr
gr
gr
Liter
Kg
Liter
gr
Liter
gr
gr
Liter
Kg
Kg
Rp15,600,000
Rp16,800,600
Rp875,925
Rp750,000
Rp750,000
Rp800,000
Rp875,925
2 Conference 1 Rp Rp2,500,000 Rp2,500,000
34
No Uraian Kebutuhan Volume Satuan Harga
Satuan
Total
Mengikuti
seminar internasional
3. Fotocopy dan
Penjilidan Laporan
4 ekspl Rp156,000 Rp624,000
Jumlah Total Rp60,404,450
4.2. Jadwal Kegiatan 1 Tahun
No Jenis Kegiatan Bulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Kajian Literatur
2 Pengadaan alat dan bahan
3 Perancangan design
4 Pembuatan eletroda
5 karakterisasi
6 Pengujian elektroda
7 Perbaikan dan perancangan
model
8 Menyusun draf paper/jurnal
9 Seminar internasional
10 Pembuatan Laporan
35
DAFTAR PUSTAKA
Akbar, Ali. 2014. “Pengaruh Penambahan HHO terhadap Kinerja dan Ionisasi Pembakaran
Motor Bensin”. Mahasiswa Teknik Mesin. Jurnal Rekayasa Mesin Vol.5.
Universitas Brawijaya Malang. diakses tanggal 16 Februari 2019.
Arzaqa Ghiffari, Yanur. 2013. Studi Karakteristik Generator Gas HHO Tipe Dry Cell dan
Wet Cell berdimensi 80 x 80 mm dengan Penambahan PWM E-3 FF (1 kHz).
Mahasiswa Teknik Mesin. Jurnal teknik pomits vol. 1. ITS Surabaya. Diakses
tanggal 17 Februari 2019.
Helmenstine, A.M. (2001). “chemistry Glossary definition of Electrolyte”.
Lowrie, Peter.W.E. (2005). “Electrolytic Gas, http://waterpoweredcar.com/pdf.files/egas -
calculations.pdf. Diakses 26 November 2013.
Hidayatullah, P. dan Mustari, F. (2008). ”Bahan Bakar Air”.Ufuk Press. Jakarta.
Pyle, Walt., Healy, J., Cortez, R. (1994). “Solar Hydrogen Production by Electrolysis”. Home
Power #39.
Kothari, R., Buddhi, D. dan Sawhney, R.L. (2006). Optimization of Electrolytic Input Power
for The Production of Hydrogen. Inter. J. Hydrogen Energy. Vol. 31 hal. 2329-2336.
Dopp, R.B. (2007). “Hidrogen Generation Via Water Electrolysis Using Higly Efficient
Nanometal Electrodes”. DSE Quantum Sphere, Inc.
Nagai, N., Takeuchi, M., Kimura, T. dan Oka, T. (2003). Existence of Optimum Space
Between Electrodes on Hydrogen Production by Water Electrolysis. Inter. J.
Hydrogen Energy. Vol. 28, No. 35.
Cobb, H.M. (1999). “Steel Product Manual: Stainless Steel”. Warrendale P.A: Iron & Steel
Society.
Tabolt, david. (1998). Corrosion Science and ecnology. Florida: CRC Press LLC.
Gaikwad, K.S. (2004), “Development of a Solid Electrolyte for Hydrogen Production”.
Thesis, Master of Science in Electrical Engineering Department of Electrical
Engineering College of Engineering University of South Florida.
Rossum, J.R. (2000). “Of Metalic Corrosions In Fresh Watre”. Roscoe Moss Company.
McMurry, J., Rober, C. (2001), Chemistry. New Jersey:Prentice-Hall.
O’Connor, Ken. (2006). Guide to Safety of Hydrogen and Hydrogen System. BMS
Document GLM-QSA-1700.1
Daddyo 44907. (2003). Neutral Plate-Questions. (Online) http://hho4free.com/neutral
plates.html diaskes :21 November 2013
Chang, Raymond. (2004), Kimia Dasar, Jilid 1, Edisi 3, Erlangga, Jakarta.
Chandra S, Djoko Sungkono K. (2014). Optimalisasi Generator Gas HHO Tipe Wet Cell
Dimensi 160x160 mm & 120x120mm Dengan Penambahan Digital Pulse Width
Modulation Dan Netral Plat. Mahasiswa Teknik Mesin. Jurnal Teknik Pomits Vol. 1,
No. 1. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Diakses tanggal 20 Februari 2019.
36
Lampiran 1. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
No. Nama Instansi Bidang Ilmu Alokasi
Waktu
(jam/minggu)
Urain Tugas
1. Dr.rer.nat.
Nasori, M.Si.
Dept.
Fisika/ITS
Fisika Medis
dan Biofisik
Ketua
Peneliti, 20
jam/minggu
koordinasi
Kegiatan Penelitian
Perancangan
penelitian,
penetapan arah dan
metoda penelitian
Penyusunan
makalah ilmiah dan
laporan penelitian
Monitoring dan
evaluasi kegiatan
dan hasil penelitian
2. Prof. Dr. rer. nat.
Agus Rubiyanto,
M.Eng.Sc.,
00119066507
Dept.
Fisika / ITS
Fisika
Optoelektroni
ka dan Fisika
medis
Ketua
Peneliti,10
jam/minggu
koordinasi design,
pembuatan
elektroda
Karakterisasi,
elektroda
Perbaikan dan
pengembangan
rancangan model
Penyusunan
makalah ilmiah dan
laporan penelitian
3. Drs. Bachtera
Indarto, M.Si.
1961040419910
21001
Dept.
Fisika / ITS
Fisika
Instrumentasi
Ketua
Peneliti,10
jam/minggu
Design, pembuatan
elektroda,
perbaikan dan
karakterisasi
elektroda,
penyusunan
makalah,
pembuatan draf,
dan pelaporan
Mahasiswa yang terlibat :
37
Biodata Tim Peneliti
1. Ketua
a. Nama Lengkap : Dr.rer.nat. Nasori, M.Si.
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIP : 1981201831065
d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Asisten Ahli/III.C
e. Jabatan Struktural : -
f. Bidang Keahlian : Instrumentasi Medis dan Biofisika
g. Fakultas/Jurusan : Sains/Fisika
h. Alamat Rumah dan No. Telp. : Dukuh Kupang Barat XIII/3 Surabaya,
60225 Tlp. 082132168699
RIWAYAT PENDIDIKAN PERGURUAN TINGGI
S-1 S-2 S-3
Nama Perguruan
Tinggi
UNHALU/UAD -
Jogjakarta
ITS-Surabaya Technishe Universitat
of Ilmenau, Germany
Bidang Ilmu Elektronika dan
Instrumentasi
Optoelektronika 3D Nanostructute for
Applied Physics
Tahun Masuk-Lulus 2001-2006 2010 – 2012 2014 - 2018
Judul
Skripsi/Tesis/Disertasi
Pembuatan Dan
Karakterisasi
Lapisan Tipis
CuInS2 Hasil
Deposisi Dengan
Teknik Sputtering
DC Untuk
Lapisan Absorber
Sel Surya
Pengembangan
Dan Fabrikasi
Dye Sensitazion
Solar Cell (DSSC)
Berbasis Jahe
Merah Dengan
Metode Spin
Coating Dan
Doctor Blade
Design of Metal
Oxide Based
Electrodes for
Efficient
Photoelectrochemical
Water Splitting
Nama Dr. M. Toifur Prof. Dr.rer.nat. Prof. Dr. Yong Lei
38
Pembimbing/Promotor Agus Rubiyanto
Publikasi ilmiah (6 terakhir dalam bentuk makalah atau buku)
1. Nasori Nasori, Endarko, Endarko, A. Rubiyanto,’ Comparative Study
of p-type CuBi2O4 Films and CuBi2O4 Nanopillars Photocathode for
High Performance Photoelectrochemical Water Splitting’, Journal of
Physics: Conference Series (Online) 2. Ubaidillah Zuhdi, Teguh Herlambang, Nasori Nasori,’ Using
Multiplier Analyses in Analyzing the Roles of Japanese Industrial
Sectors,’ International Journal of Engineering and Advanced
Technology (IJEAT)
3. Nasori Nasori, Dawei Cao, Zhijie Wang, Suminar Pratapa, Agus
Rubiyanto,Yong Lei, ’Space Separation Effect In-Between CuWO4
Nanograin Arrays For Enhances of Photoanode Water Splitting’
(submission, Under Revision, 2019)
4. Nasori Nasori, Tianyi Dai, Xiaohao Jia, Agus Rubiyanto, Dawei Cao,
Shengchun Qu, Zhanguo Wang, Zhijie Wang, and Yong Lei, ‘Realizing
Super-long Cu2O Nanowires Arrays for High-efficient Water Splitting
Applications with a Convenient Approach’, Journal of Semiconductor,
2019, accepted (3042019)
5. Nasori Nasori, Dawei Cao, Zhijie Wang, Suminar Pratapa, Agus
Rubiyanto,Yong Lei,`Space Separation Effect In-Between CuWO4
Nanograin Arrays For Enhances of Photoanode Water Splitting,
`Catalyst B: Enveromental Under review, 2019
6. Nasori Nasori, Endarko Endarko and Agus Rubiyanto
Rubiyanto,`Comparative Study of p-type with the Photocathode
CuBi2O4 Films and CuBi2O4 Nanopillars for Highly Performance
Photoelectrochemical Water Splitting,’AIP CoNFAST Proceding,
2018, (under Review)
7. Ubaidillah Zuhdi, Teguh Herlambang , Nasori Nasori,` Using
Multiplier Analyses in Analyzing the Roles of Japanese Industrial
Sectors, ASIA International Multidisciplinary Conference 2019
8. Nasori Nasori, Dawei Cao (Share first author & equal contribution),
Zhijie Wang, Liaoyong Wen, Rui Xu, Yan Mi, Yong Lei*, ‘Facile
Surface Treatment on Cu2O Photocathodes for Enhancing the
Photoelectrochemical Response’, Applied Catalysis B: Environmental
(impact factor 8.26), 2016, S0926-3373(16)30448-9 DOI:
http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.apcatb.2016.06.010
9. Nasori Nasori, Dawei Cao (Share first author & equal contribution),
Zhijie Wang, Yan Mi, Liaoyong Wen, Ying Yang, Shengchun Qu,
39
Zhanguo Wang and Yong Lei*,’ p-Type CuBi2O4: an Easily Accessible
Photocathodic Material for High-Efficiency Water Splitting’, Journal of
Materials Chemistry A (impact factor 8.8), DOI: 10.1039/c6ta01234e,
2016
10. Zhijie Wang, Dawei Cao, Liaoyong Wen, Rui Xu, Manuel Obergfell,
Yan Mi, Zhibing Zhan, Nasori Nasori , Jure Demsar, and Yong Lei*,
‘Manipulation Of Charge Transfer And Transport In Plasmonic-
Ferroelectric Hybrids For Photoelectrochemical Applications’, Nature
Communication (impact factor 11.470), (DOI: 10.1038/ncomms10348),
2016
11. Dawei Cao, Zhijie Wang, Nasori Nasori, Liaoyong Wen, Yan Mi,
Yong Lei*, ‘Switchable Charge-Transfer In The Photoelectrochemical
Energy-Conversion Process Of Ferroelectric BiFeO3 Photoelectrodes’,
Angewandte Chemie International Edition, 2014, 126, 11207-11211
(impact factor 11.261)
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian
hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup
menerima risikonya.
Surabaya, Februari 2020
Dr.rer.nat. Nasori,S.Si., M.Si
NIP: 198131201831065
40
2. Anggota
Nama : Drs. Bachtera Indarto, M.Si.
NIDN : 0004046108
NIP/NIK : 196104041991021001
Tempat dan Tanggal Lahir : Sumenep, 04 April 1961
Jenis Kelamin : v Laki-laki □ Perempuan
Status Perkawinan : v Kawin □ Belum Kawin □ Duda/Janda
Agama : Islam
Golongan / Pangkat : IIIC/ Pembina
Jabatan Fungsional Akademik: Lektor
Perguruan Tinggi : Institut Sepuluh Nopember Surabaya (ITS)
Alamat : Kampus ITS, Jl. Arif Rahman Hakim, Sukolilo
Surabaya
Telp./Faks. : (031)5943351/(031)5943351
Alamat Rumah : Citarum GD-02, Wisma Tropodo
Telp./Faks. : 081-235-78211
Alamat e-mail : bachtera61@gmail.com
Riwayat Pendidikan:
S-1 S-2 S-3
Nama Perguruan
Tinggi
Bidang Ilmu
Tahun Masuk-Lulus
Judul
Skripsi/Tesis/Disertasi
Nama
Pembimbing/Promotor
41
Publikasi :
1. Karakterisasi Pengaruh Temperatur Kalsinasi pada Intensitas Emisi Material
Luminisensi ZnO:Zn, 2019
2. Fabrikasi dan Simulasi Termoelektrik Cooler Menggunakan Material
Semikonduktor Bismuth Telluride (Bi2Te3) dan Software ANSYS, 2019
3. Utilizing the Uniqueness of Blood-seashell (Anadara granosa) as an
Alternative Acoustics Material for a Diffuser Panels, 2017
4. Generator Termoelektrik untuk Pengisian Aki, 2017
5. Rancang Bangun Sistem Pengukuran Resistivitas Geolistrik dengan
menggunakan Sumber Arus Konstan. 2016
6. Penggunaan Cyclone Ventilator sebagai Kincir Angin penggerak Generator,
2016
7. Pengaruh variasi lapisan pelat sejajar terhadap laju produksi HHO pada
generator oxyhydrogen berbasis sel elektrolis, 2015
8. Fabrikasi Lapisan Antirefleksi dengan Bahan Methyl Methacrylate (MMA)
Menggunakan Metode Spin Coating, 2015
9. Pengukuran Ketinggian Permukaan Air Sungai menggunakan Prinsip
Tekanan Berbasis Mikrokontroler ATMega328, 2015
10. Mobile Bagging System sebagai Solusi Pengemasan Hasil Pertanian, 2014
Dengan ini, saya menyatakan bersedia untuk ikut serta dalam Tim Peneliti dengan Tugas dan Waktu yang sesuai seperti diuraikan dalam kolom jadwal perencanaan apabila saya tidak memenuhi kesedian ini, saya bersedia diberhentikan dari keanggotaan Tim Peneliti tersebut.
Surabaya, Februari 2020
Drs. Bachtera Indarto, M.Si.
NIP :196104041991021001
42
top related