Hydrogen Storage

I.        TUJUAN

1.    Mengetahui daya hantar listrik dari produksi gas hydrogen

2.    Mengetahui prinsip kerja dari fuel cell

II.      DASAR TEORI

fuel cell adalah perangkat elektronika yang mampu mengonversi perubahan energi bebas suatu rekasi elektronikia menjadi energi listrik.

Alat yang sejenis fuel cell yang sering kita jumpai adalah baterai. baterai yang mempunyai komponen2 kimia sebagai penyusunnya, akan mengubah energi kimia tersbut menjadi energi listrik. akan tetapi energi baterai akan habis dan untuk mendapatkan energi lagi kita harus menggantinya dengan baterei yang baru atau me recharge ulang baterei tersebut.Dengan fuel cell, bahan/senyawa kimia -sebagai sumber energi- akan terus ada selama kita mengisi bahan bakar fuel cell tersebut. senyawa kimia yang paling banyak dipakai dalam fuel cell adalah hidrogen dan oksigen. kedua senyawa tersebut dipilih karena kelimpahannya di alam sangat banyak.

Prinsip kerja fuel cell

Fuel cell adalah alat konversi energi elektrokimia yang akan mengubah hidrogen dan oksigen menjadi air, secara bersamaan menghasilkan energi listrik dan panas dalam prosesnya. fuel cell merupakan suatu bentuk teknologi sederhana seperti baterai yang dapat diisi bahan bakar untuk mendapatkan energinya kembali, dalam hal ini yang menjadi bahan bakar adalah oksigen dan hidrogen.

Layaknya sebuah baterai, segala jenis fuel cell memiliki elektroda positif dan negatif atau disebut juga katoda dan anoda. Reaksi kimia yang menghasilkan listrik terjadi pada elektroda. Selain elektroda, satu unit fuel cell terdapat elektrolit yang akan membawa muatan-muatan listrik dari satu elektroda ke elektroda lain, serta katalis yang akan mempercepat reaksi di elektroda. Umumnya yang membedakan jenis-jenis fuel cell adalah material elektrolit yang digunakan. Arus listrik serta panas yang dihasilkan setiap jenis fuel cell merupakan produk samping reaksi kimia yang terjadi di katoda dan anoda.

Karena energi yang diproduksi fuel cell merupakan reaksi kimia pembentukan air, alat konversi energi elektrokimia ini tidak akan menghasilkan efek samping yang berbahaya bagi lingkungan seperti alat konversi energi konvensional (misalnya proses pembakaran pada mesin mobil). Sedangkan dari segi efisiensi energi, penerapan fuel cell pada baterai portable seperti pada handphone atau laptop akan sepuluh kali tahan lebih lama dibandingkan dengan baterai litium. Dan untuk mengisi kembali energi akan lebih cepat karena energi yang digunakan bukan listrik, tetapi bahan bakar berbentuk cair atau gas.

Cara kerja fuel cell

Pertama, anoda sebagai kutub negatif fuel cell. Anoda merupakan elektroda yang akan mengalirkan elektron yang lepas dari molekul hidrogen sehingga elektron tersebut dapat digunakan di luar sirkuit. Pada materialnya terdapat saluran-saluran agar gas hidrogen dapat menyebar ke seluruh permukaan katalis.Kedua, katoda sebagai kutub elektroda positif fuel cell yang juga memiliki saluran yang akan menyebarkan oksigen ke seluruh permukaan katalis. Katoda juga berperan dalam mengalirkan elektron dari luar sirkuit ke dalam sirkuit sehingga elektron-elektron tersebut dapat bergabung dengan ion hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.Katalis yang digunakan untuk memfasilitasi reaksi oksigen dan hidrogen. Katalis umumnya terbuat dari lembaran kertas karbon yang diberi selapis tipis bubuk platina. Permukaan katalis selalu berpori dan kasar sehingga seluruh area permukaan platina dapat dicapai hidrogen dan oksigen

Keunggulan Fuel Cell Hidrogen

Keunggulan penerapan sumber energi alternatif hydro fuel cell antara lain tidak bising karena tidak terdapat komponen bergerak, tidak polutan (tidak beracun, tidak berbau) karena sekresi (zat buangan) yang ditimbulkan adalah H2O alias unsur air, dan memiliki efisiensi proses yang jauh lebih baik dibanding dengan sistem konvensional.

Berbeda dengan baterai, fuel cell tidak hanya menyimpan tetapi juga menghasilkan energi listrik secara berkesinambungan selama masih ada pasokan bahan bakar. Kelebihan teknologi yang diindonesiakan menjadi sel tunam adalah efisiensinya, tidak bising, hampir tak menghasilkan bahan pencemar sama sekali, serta banyak pilihan bahan bakar.

Pemakaian Fuel Cell

Di banyak negara maju, teknologi sel tunam sudah bukan barang baru lagi. Negara seperti Amerika Serikat (AS), Jepang, Jerman atau Inggris telah mengembangkan teknologi ini sejak lama. Di negara ini yang menjadi pemicu pemakaian hidrogen sebagai bahan bakar kendaraan adalah isu lingkungan dan konservasi energi.

Produsen kendaraan seperti General Motors (GM) misalnya sudah merilis prototipe mobil berbahan bakar hidrogen. Mobil yang rencananya akan komersial pada tahun 2010 ini menggunakan sel tunam berbentuk wafer yang berfungsi memisahkan atom hidrogen menjadi proton dan elektron. Dengan memakai elektron sebagai arus listrik, digabungkan proton dengan oksigen dari udara, sehingga hasil sampingnya hanya uap air.

III.    ALAT DAN BAHAN

A.   ALAT

-         Membaran fuel cell

-         Alat yang digunakan pada saat pembuatan produksi gas hidrogen (praktikun pertama)

-         Balon 

B.   BAHAN

-  NaOH 3M 50 ml

-   Alumunium Foil 0,8 gr

IV.        CARA KERJA

·         Dipotong kecil-kecil alumunium foil lalu ditimbang sebanyak 0,8 gram

·        Potongan alumunium tersebut , dimasukkan kedalam botol/alat produksi gas hidrogen yang sudah dibuat

·        Dimasukkan NaOH 3M sebanyak 50 ml kedalam botol tersebut

·        Dipasang balon pada mulut botol dengan cepat

·        Ditunggu gas hidrogen yang dihasilkan , ditandai dengan membesarnya balon

·        Jika reaksi telah selesai , diputar keran yang terdapat di selang penyambung

·        Balon dilepaskan lalu dihubungkan ke membaran fuel cell

·        Dicatat daya hantar listrik yang terjadi

Video cara kerja pembuatan gas hidrogen dari alumunium

V.           HASIL PENGAMATAN

Jenis Uji	Keterangan
Terdapat gas hidrogen	ya
Lampu menyala	ya
Kipas berputar	ya
Daya hantar listrik	8,64 volt
Volume gas	0,855 L
Waktu kipas beputar	150 detik

   

    VI. PEMBAHASAN 

Percobaan praktikum pembuatan storage (tempat penyimpanan) untuk gas H₂ atau gas hidrogen kali ini praktikan menggunakan balon sebagai tempat penyimpanan gas hidrogen, penggunaan balon sebagai tempat penyimpanan gas hidrogen ini berhasil dilakukan karena balon memiliki sifat elastis dan dapat menyimpan gas dengan baik tanpa kebocoran.

Gas hidrogen yang dihasilkan berasal dari 0,8 gram aluminium foil yang direaksikan dengan 3M NaOH sebanyak 50 mL. Gas hidrogen yang dihasilkan berjumlah 0,855 Liter, hasil ini didapatkan setelah melakukan pengukuran pada keliling balon yang berisi gas hidrogen. Keliling balon berjumlah 37 cm, dengan jari-jari 5,89 (melalui rumus K/2π) sehingga diperoleh volume 855 cm³, kemudian hasil tersebut dibagi 1000 dan menghasilkan 0,855 liter.

Reaksi yang terjadi :

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

Penggunakan NaOH dalam percobaan ini adalah sebagai katalisator yang berperan mempercepat reaksi dengan alumunium foil dan tidak bereaksi, sehingga keberadaannya tidak perlu dituliskan dalam persamaan reaksi diatas.

Gas hidrogen yang tersimpan dalam balon kemudian di uji coba menggunakan membran fuel cell untuk membuktikan bahwa dengan gas hidrogen yang dimasukkan kedalam membran fuel cell ini dapat menghasilkan energi gerak dan energi listrik, setelah gas hidrogen pada balon disalurkan kedalam membran fuel cell didapatkan hasil bahwa 0,855 Liter gas hydrogen dapat menggerakan kincir angin dan menyalakan lampu berukuran kecil serta menghasilkan 8,64 volt secara bersamaan selama kurang lebih 2,5 menit atau 150 detik.

 Peralatan untuk membuat rangkaian  alat untuk menyimpan gas hidrogen ini menggunakan bahan-bahan yang tidak terpakai, seperti selang bekas, keran bensin dan botol kaca bekas. Penggunaan bahan-bahan bekas ini bertujuan agar kami sebagai mahasiswa UIN Syarif Hidayatullah bukanlah menciptakan limbah baru setelah praktikum, namun dapat memanfaatkan limbah yang ada menjadi barang yang berguna dalam skala praktikum maupun dalam skala besar.

Yang harus diperhatikan dari percobaan ini adalah gas hidrogen yang dihasilkan masih dalam jumlah sedikit atau skala kecil karena hanya sebatas praktikum sehingga tempat penyimpanan yang kami buat dan gunakan hanyalah untuk skala praktikum. Untuk kedepannya diharapkan dapat membuat gas hidrogen dalam skala besar atau industri beserta tempat penyimpanannya sehingga energi alternatif ini benar-benar bisa dimanfaatkan untuk kedepannya.

VII.Kesimpulan

Percobaan ini menghasilkan daya listri 8,6 volt yang diujikan pada membran sel sehingga menggerakan kipas dan menyalakan lampu selama 150 detik.Pada percobaan ini penyimpanan gas hidrogen hanya dalam skala kecil / laboratorium.Untuk kedepannya kita perlu untuk mengembangkan hydrogen storage yang lebih efisien sehingga dapat diterapkan menjadi energi alternatif.

           VIII. Daftar Pustaka

id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen
www.lppm.itb.ac.id/wp-content/.../01/BP_KLASTER_HIDROGEN.pdf‎
en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell‎