Analisis Kinerja Reaktor Produksi Hidrogen dengan Metode Elektrolisis Berbasis Fotovoltaik

FARAH OCTAVIANI, Dr. Ir. Rachmawan Budiarto, S.T., M.T., IPU.; Ferdiansjah, S.T., M.Eng.Sc.

2024 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Air dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi bahan bakar dengan mengambil unsur hidrogen melalui teknologi elektrolisis. Sistem elektrolisis terintegrasi fotovoltaik dapat menghasilkan hidrogen dengan memanfaatkan surplus energi terbarukan. Namun, terdapat tantangan, seperti tingginya kebutuhan energi, material elektroda tidak sesuai, dan kualitas air yang digunakan. Oleh karena itu, penelitian ini melakukan rancang bangun sistem reaktor elektrolisis, menganalisis pengaruh variasi pH, jenis larutan elektrolit, dan material elektroda yang efektif serta efisien berbasis fotovoltaik untuk menghasilkan hidrogen.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental untuk melakukan perancangan dan pembangunan sistem reaktor elektrolisis yang akan menghasilkan data pengukuran untuk analisis penggunaan material elektroda dengan pH larutan yang sesuai. Efektif diuji dengan laju produksi gas hidrogen, sedangkan efisien diuji berdasarkan efisiensi energi fotovoltaik untuk memproduksi gas hidrogen.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi pH larutan elektrolit, densitas arus yang dihasilkan semakin besar karena resistivitas larutan turun sehingga konduktivitas meningkat. Air keran menghasilkan densitas arus lebih besar dibandingkan akuades karena terdapat ion-ion logam terlarut sehingga memiliki DHL yang lebih tinggi. Variasi material elektroda mempengaruhi arus yang dihasilkan. Elektroda paling efisien untuk elektrolisis akuades pH 12 adalah nikel dengan laju produksi hidrogen rerata 0,98 mL/menit dan efisiensi rerata 11,05%.

Water can used as a fuel energy source by taking hydrogen elements through electrolysis technology. Photovoltaic integrated electrolysis systems can produce hydrogen by utilizing surplus renewable energy. However, there are challenges, such as high energy requirements, unsuitable electrode materials, and water quality. Therefore, this research carried out the design of an electrolysis reactor system, analyzing the influence of variations in type, pH of the electrolyte solution, and effective and efficient photovoltaic based electrode materials for producing hydrogen.

This research uses experimental methods to design and build an electrolysis reactor system that will produce measurement data for analysis of the use of electrode materials with appropriate solution pH. Effectiveness is tested by the rate of hydrogen gas production, while efficiency is tested based on the efficiency of photovoltaic energy to produce hydrogen gas.

The research results show that the higher the pH of the electrolyte solution, the greater the current density because the resistivity of the solution decreases so that the conductivity increases. Tap water produces a greater current density than distilled water because it contains dissolved metal ions so it has a higher DHL due to the presence of dissolved metal ions. Variations in electrode material affect the current produced. The most efficient electrode for electrolysis of pH 12 distilled water is nickel with an average hydrogen production rate of 0,98 mL/minute and an average efficiency of 11,05%.

Kata Kunci : Elektrolisis, Fotovoltaik, Hidrogen, Laju Produksi