JU URNAL TEKN NIK POMITS S Vol. 2, No. 2, 2 (2013) ISSN N: 2337-35399 (2301-9271 Print) P
B-2245
S Studi Karak K kteristiik Genneratorr Gas HHO O Tipe T D Dry Ceell dann Wet Cell berdim b mensi 80 8 x 80 8 mm m dengan Penam P mbahaan PW WM E-3 3 FF (1 ( kHzz) Yanurr Arzaqa Ghiffari dan Djooko Sungkonno Kawano Juruusan Teknik Mesin, Fakuultas Teknoloogi Industri, Institut Teknnologi Sepulluh Nopembeer (ITS) J Arief Rah Jl. hman Hakim,, Surabaya 60111 E-mail: hdkawano@ @me.its.ac.id
Abstrak—Kettersediaan ba ahan bakar minyak sem makin terbatas dan hasil pemb bakarannya berdampak pada s satu solusinya deengan peencemaran liingkungan, salah memanfaatkan m gas HHO pada a kendaraan bermotor. b Peneelitian deengan sistem direct connecttion, temperattur mencapai lebih da ari 90oC menyyebabkan gen nerator HHO menjadi rusak k dan meleleh, m makaa penelitian ini menamb bahan alat untuk u mengkontrol m b besarnya arus, frekuensi, dan duty cycle. Peengembangan generator HH HO menggunak kan tipe keringg (dry ceell) dan tipe basah (wet cell) dengan penambahan p P PWM (P Pulse Width Modulation) E-3 Fixed Frequency F 1 kHz diivariasikan beerupa duty cyccle: 20%, 40% %, 60%, 80% dan diirect connectiion. Pengujiaan dilakukan di Laboratoorium Teeknik Pembak karan dan Bah han Bakar - Teknik T Mesin n ITS. Da ari hasil peneelitian didapaatkan karakteeristik unjuk kerja terbaik pada keedua tipe geneerator HHO deengan penamb bahan WM. Nilai arrus dan tegan ngan lebih sttabil dibandin ngkan PW deengan tanpa penambahan p P PWM (direct connection), c namun arrus cenderun ng meningka at seiring dengan kenaikan temperatur men ncapai 70oC. Efisiensi E terbaaik pada geneerator pe wet dengan duty cycle 80% %, yaitu 27,7 %. % tip Ka ata Kunci—Geenerator, Gas HHO, H Dry Celll, Wet Cell, PW WM
Gambbar 1. Pemecahhan Molekul Airr menjadi Gas HHO H
II.. URAIAN PENELITIAN P N A. G Gas HHO (Hiidrogen Hidro ogen Oksida) Aiir (H2O) adalah senyawa terpenting daalam kehidup pan yangg dalam kanddungannya terrdiri dari sennyawa Hidrog gen (H2),, dan senyaw wa Oksigen (O2). Sedanggkan Gas HH HO meruupakan gas haasil dari proses pemecahan air murni (H2O) denggan proses elekktrolisis [3]. Ellektrolisis aiir pada daasarnya dilaakukan deng gan menggalirkan arus listrik ke airr melalui dua buah elektro oda (Kattoda dan Anooda). Agar pro oses elektroliisa dapat terjaadi denggan cepat mak ka air tersebuut dicampur dengan d elektro olit sebaagai katalis.
M
I. PENDAH HULUAN
ASYARA AKAT dunia terus menyeruukan penghem matan energi terutama bahaan bakar miinyak. Salah satu teeknologi pengghematan eneergi dengan memanfaatkan m n gas HHO H (Brown’ss Gas) pada mesin m kendaraaan. Generatorr Gas HHO H merupakkan sistem elektrolisis e aiir yang ditam mbah deengan katalisator dapat menghasilkaan hidrogen dan ok ksigen murni yang memiliki nilai kaloor dan oktan yang tin nggi. Hasil pembakaran p dari d pencamppuran dengann gas HHO H dapat meeningkatkan performa p mesiin dan menguurangi tin ngkat polusi [1]. mnya di Laboratorium Teeknik Dari penelittian sebelum Peembakaran daan Bahan Bakkar - Teknik Mesin M ITS deengan sistem direct cconnection, teemperatur meencapai lebihh dari 0oC menyebaabkan bejana generator gas g HHO meenjadi 90 ruusak dan melleleh. Jika teemperaturnya terus naik maka mengurangi m kuualitas gas HH HO karena gaas yang dihassilkan ak kan bercampuur dengan uaap air [2]. Penelitian P opttimasi geenerator gas HHO ini terus dikeembangkan untuk u mendapatkan m O terbaik deengan hasil produkksi gas HHO teemperatur dibawah 50oC. Salah S satu tanntangannya adalah a seetiap variasi ggenerator HH HO dan PWM M yang digunnakan memiliki m perfo forma yang berbeda-bedaa. Sehingga perlu ad danya penelitiian mengenaii studi karaktteristik dari unjuk u keerja generatoor gas HHO dengan berrbagai tipe untuk u optimasi teerbaik, yangg nantinya bisa mendapatkan m diiaplikasikan pada kendaraann bermotor.
R Reaksi oksidasi di anoda (+) : 2 H2O (l) → O2(g) + 4 H+(aq)+44 eR Reaksi reduksi di d katoda (-) : 2 H+(aq) + 2 e- → H2(g) : 2 H2O (l) → 2 H2(g) + O2(g) R Reaksi keseluruhan
Jikka elektrolit yang y digunakaan adalah laruutan basa sepeerti KOH H (basa dari golongan perriode IA, alkaali tanah) maaka akann terjadi reaksi basa. Padaa reaksi basa,, reaksi redukksi terjaadi di katoda dimana d molekkul air mengikkat elektron (e ( -) sehinngga terpecahh menjadi gass Hidrogen (H H2(g)) dan aniion OH-. Anion OH- tersebut t kemuudian tertarik kesisi k anoda dan d terpeecah menjadi gas g oksigen dan d molekul H2O(l). Gaas hidrogen mempunyai m b beberapa karaakteristik yaituu : tidakk berwarna, mudah m terbakaar (flammeble)), sangat ringaan, dan sangat mudah bereaksi dengan zat kimia lainnyya. Nam mun gas HHO O pada kondisi normal tidaak akan terbakkar denggan sendirinyaa tanpa ada sulutan api. B. G Generator HH HO Geenerator gas HHO tersusuun atas 2 koomponen dassar, yaituu tabung generator yang terdiri t atas taabung, sepasaang elekttroda dan elekktrolit. Dan suumber tenagannya yang beru upa baterrai ataupun aki. a Generatorr ini bekerja dengan prisnnip elekttrolisa air. Geenerator gas HHO H diklasifiikasikan menjadi 2 tipe, yakkni sebaagai berikut:: 1. Tipe T Kering (d dry type/dry ceell) Addalah generator HHO dim mana sebagiaan elektrodan nya tidakk terendam eleektrolit dan ellektrolit hanyaa mengisi celaahcelahh antara elektrroda itu sendirri.
JU URNAL TEKN NIK POMITS S Vol. 2, No. 2, 2 (2013) ISSN N: 2337-35399 (2301-9271 Print) P
B-2246
Gambbar 3. Luasan Elektroda E pada Generator HHO O Wet Cell Gaambar 2. Luasaan Elektroda pada Generator HHO H Dry Cell
Keuntungann generator HH HO tipe dry ceell adalah : Air yang di elektrolisa haanya seperlunnya, yaitu hanyya air yang terjebaak diantara lem mpengan cell.. Panas yangg ditimbulkann relative keecil, karena selalu s terjadi sirkuulasi antara airr panas dan diingin di reserv voir. Arus listrikk yang digunaakan relatif lebih l kecil, karena k daya yang teerkonversi meenjadi panas semakin s sedikkit. Luasan linggkaran pada plat p elektroda yang terendam m air dalah area terrjadinya elekttrolisis untuk menghasilkann gas ad HHO, H sedangkaan bagian luassan yang lainnnya tidak teren ndam air dan platt dalam koondisi keringg. Luasan yang teerelektrolisis ssekitar 60% daan cukup dibaatasi dengan o-ring o attau seal yangg berdiameter 70 mm padaa setiap plat yang diigunakan. Sellain itu pada setiap plat teerdapat dua luubang beerdiameter 12 mm untuk saaluran gas HH HO yang beraada di baagian atas dann di bawah. 2. Tipe Basah (wet cell) Adalah gennerator HHO O dimana sem mua elektroddanya teerendam cairann elektrolit di dalam sebuahh bejana air. Keuntungann generator gaas HHO tipe wet w cell adalah h: Gas yang diihasilkan umuumnya lebih baanyak dan staabil. Perawatan ggenerator lebihh mudah. Rancang bbangun pembbuatan generrator HHO lebih mudah. w cell atau tipe basah, semua s area luuasan Pada tipe wet m air untuk proses p elektrrolisis ellektroda platnnya terendam menghasilkan m gas HHO. Sehingga luasan elektrrolisis teersebut sama dengan luasaan setiap plaat yang digunnakan yaaitu berdimensi 80 mm x 800 mm. C. C Parameter Unjuk Kerja Generator HH HO meter unjuk kerja k Adapun unntuk karakteriistik dari param yaang perlu dikeetahui adalah sebagai s berikuut : 1. Daya yang D Dibutuhkan Generator G HHO O (PHHO) Untuk mennghasilkan gaas HHO denggan menggunnakan prroses elektroliisis air dibutu uhkan energi listrik. Oleh karena k itu u harus diketahui daya yanng dibutuhkaan generator HHO. H Peerumusan untuuk mencari daaya yang dibuttuhkan adalahh : P=VxI diimana: P H (watt) = Daya yaang dibutuhkaan generator HHO V = Beda pootensial/voltasse (volt) I = Arus listrik (Ampere)) 2. Laju Produkksi Gas HHO O( ) Untuk menngetahui seberapa baik keerja dari geneerator HHO, H maka perlu diketahui seberapa banyyak gas HHO yang diihasilkan olehh generator itu i sendiri. Untuk U menghhitung mass flowrate ggas HHO denggan persamaann berikut : diimana : = Laju Prooduksi Gas HH HO (Kg/s)
= Debit Prodduksi gas HHO O (m3/s) = Massa Jeniis HHO (Kg/m m3) denggan perumusann Debit Produuksi gas HHO : Q = V/t V dimaana : V = Volume gaas Terukur (m m3) = Waktu pro oduksi gas HH HO (s) t Efisiensi Geneerator Gas HH HO (ηHHO), [%] 3. E E Efisiensi meruupakan perbaandingan antaara energi yaang berguna dengan energi e yang diberikan d padda suatu sisteem. H hasil yang y berguna adalah prodduk Padaa generator HHO, elekttrolisis air berrupa gas HHO O yang didapattkan pada reakksi pengguraian air (H2O): 2 H2O (l) → 2 H2(g) + O2(g) = + 285,84 kJ/mol adallah reakssi endoterm yang bernilaai positif (+)). Reaksi yaang mem mbutuhkan paanas. Kalor mengalir m dari lingkungan ke sistem (terjadi kennaikan entalpi), entalpi prooduk lebih bessar darippada entalpi pereaksi. ∆ = + 285,84 x 1003 S Sedangkan eneergi ikatan yan ng dibutuhkann adalah melaalui penuurunan persam maan gas ideal pada kondisi STP [4]: pV = n T dimaana : = Tekanan Gas p G ideal (atm)) V = Volume gaas terukur (L) n = Molaritas senyawa s (moll) = Konstanta Gas ideal (kJ//kmol.oK atauu L.atm/mol.K K) T ur, 298oK. = Temperatu Energi ikataan didefinisiikan sebagaii energi yaang diperrlukan untukk memutuskann 1 mol ikaatan dari suaatu moleekul dalam wuujud gas. Enerrgi ikatan dinyyatakan dalam m kilo Joule per mo ol (kJ mol-1). Untuk mengghilangkan niilai m dari entalpi dan meny yamakan nilai input dari daaya per mol denggan satuan waatt (J/s), makaa volume gas dan mol dib beri satuaan per waktu. Perumusannyya sebagai berrikut : Px = x xT
didappatkan :
.
dimaana : = Volume peer detik (Liter//s) = Molaritas senyawa s per waktu w (mol/s) Makka,
η= =
∆
x 100% 1
x100% %
JU URNAL TEKN NIK POMITS S Vol. 2, No. 2, 2 (2013) ISSN N: 2337-35399 (2301-9271 Print) P
B-2247
Gaambar 4. Skema Rangkaian PW WM yang Diguunakan (S Sumber : www.aalt-nrg.org)
100% % Gaambar 5. Skema Perhitungan Nilai N Duty Cyclle pada PWM
Gambbar 7. Flowcharrt Penelitian Gambar G 6. Dutyy cycle 20%, 40%, 60%, 80 % dengan Frekueensi 1 k kHz
D. D PWM (Pulsse Width Mod dulation) PWM meruupakan rangkkaian alat elektronika e u untuk mengontrol m aruus pull in yan ng besar dan uuntuk menghiindari diisipasi daya yang y berlebihhan pada bateerai dan geneerator HHO. H PWM m merupakan sallah satu metodda untuk menngatur arrus dan teganngan dengan cara c mengatuur prosentase lebar pu ulsa terhadapp periode darri suatu sinyyal persegi dalam d beentuk tegangaan periodik yaang diberikann ke motor sebbagai su umber daya. (Ribut Pujo S., 2011). Siinyal PWM dapat diibangun mennggunakan metode m analog menggunnakan raankaian op-am mp atau dengaan menggunakkan metode digital d yaang bisa dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu seendiri. Peenggunaan PW WM dapat diibuat dengan menggunakaan IC Tiimer 555 ataau IC LM3244N. IC Timerr merupakan salah saatu IC yang m memiliki dasarr pengendali PWM P dengann fitur peengendalian leebar pulsa 0 sampai 100% %. Tegangan pulsa daari sumber listtrik DC yang digunakan tersebut dapat diatur d du uty cycle-nya.. Duty cycle inilah i yang kemudian k dijad dikan seebagai sinyal P PWM [5]. Pada pengggunaan PWM M dibutuhkann driver mosfet, beerfungsi sebaggai komponenn daya yang dikendalikan oleh teegangan dan memerlukan arus masukkan kecil. Mosfet M mempunyai m ssatu rangkaiian driver untuk menngatur peensaklaran m mosfet melalui kaki gate. Untuk penyyalaan mosfet m agar m menghantar, diperlukan d teggangan VGS yang leebih besar atauu sama dengan n tegangan thrreshold (tegan ngan
miniimum yang dibutuhkan moosfet untuk m menghantar) dari d mosffet. (Yuli Asm mi Rahman, 20011:72-73). Raangkaian alat elektronika PWM P yang digunakan d dappat dilihhat pada Gamb bar 6. E. V Variasi Duty Cycle C pada PW WM Duuty cycle adaalah perbandinngan lama waaktu suatu signnal beradda dalam kon ndisi high denngan lama waktu suatu sign nal terseebut dalam kondisi k (high + low), dutty cycle sang gat berguna dalam merancang m alat-alat a yangg menggunak kan konssep PWM (P Pulse Width Modulation). Dengan caara menggatur lebar puulsa “ON” daan “OFF” dalaam satu perio ode gelom mbang melaluli pemberiann sinyal refreensi output dari d suatuu PWM akan n didapat duty y cycle yang diinginkan [6]. Dutyy cycle dari PW WM. Viisualisasi paada osiloskopp untuk dutty cycle yaang diguunakan dalam pengujian p denngan PWM E--3 FF (1 kHz). III. METO ODOLOGI Peenelitian dilakkukan dengan metode ekspperimental unttuk menggetahui karaakteristik penngaruh penaambahan PW WM (Pulsse Width Mod dulation) denngan frekuensi tetap terhad dap unjuuk kerja generrator HHO meenggunakan tiipe dry cell dan d tipe wet cell . Generator gas HHO yang y dirancaang berddimensi 80 mm m x 80 mm seebanyak 15 plaat. Penelitian ini dilakkukan di Laaboratorium Bahan Bakaar dan Teknnik Pemb mbakaran Jurussan Teknik Meesin ITS. A Adapun flowcchart penelitiaan dapat dilihaat pada Gambbar 7. Penelitian P in ni juga mem mbandingkan performa dari d
JU URNAL TEKN NIK POMITS S Vol. 2, No. 2, 2 (2013) ISSN N: 2337-35399 (2301-9271 Print) P O tanpa PW WM (direct) dengan geneerator geenerator HHO menggunakan m P PWM. Berikuut ini skema pengujian deengan peenambahan PW WM E-3 FF (11kHz). IV. ANALISA DAN D PEMBAH HASAN ni, Adapun darri pengujian keedua tipe geneerator HHO in diidapatkan anallisa data Geneerator HHO tippe dry cell daan tip pe wet cell sebbagai berikut: 1. Arus yang Digunakan D Geenerator HHO Adanya perrbedaan potensial listrik meenyebabkan addanya alliran arus dann tegangan. Semakin besaar beda potensial, maka m arus listtrik yang meengalir melallui elektroda juga seemakin besaar. Elektrodaa dipengaruhhi oleh dim mensi ellektroda dan hambatan h jeniss elektoda itu sendiri [7]. Secara ruumusan : I= V//R dan R =
Gambbar 8. Skema Pengujian P Alat
.
diimana : ρ m (Ωm) = hambataan jenis logam = panjangg elektroda (m) l A = luas pennampang (m2) Pada grafikk tersebut, peerbedaan aruss sangat signiifikan or gas HH HO yang tidak paada pengujiian generato menggunakan m PWM (dirrect). Karenna tidak addanya raangkaian penngontrol, men nyebabkan melonjaknya m range r arrus dan teganngan listrik. Pada P dry cell antara 42 – 65 A daalam waktu 8 menit sedang gkan pada wet cell dari 70 - 85 A daalam waktu 5 menit, untuk mencapai suhu 70 7 oC. Karakteristik K paada pengujiann generator drry cell dan weet cell menggunakan m P PWM nilai arrus cenderungg stabil, duty cycle mempengaruhi m aliran arus daan tegangan yang y mengalirr pada ellektroda, sehinngga arus dan tegangan tidaak di alirkan secara s teerus menerus tetapi putuus-putus (on-ooff) namun tetap ko ontinyu. Karaakteristik unju uk kerja padaa duty cycle 20% merupakan m rannge arus terenndah dan mem miliki waktu kerja teerlama sampaii 120 menit, hal h ini disebabbkan perbandiingan laama waktu siggnal on dalam m kondisi terrendah untukk bisa menghasilkan m ggas HHO. Sed dangkan karakkteristik duty cycle 80 0% memiliki rrange arus terrtinggi dan meemiliki waktu kerja mencapai m 40 m menit dalam meencapai tempeeratur 70oC. 2. Temperatur Fluida F Generaator Gas HHO O Grafik tempperatur terhad dap fungsi waaktu menunjuukkan niilai temperatuur meningkatt seiring berttambahnya waktu. w Akan A tetapi, peeningkatan siggnifikan pada generator weet cell taanpa PWM yyaitu 31,5oC sampai 70oC C dalam wakktu 5 menit. m Hal ini ddisebabkan oleeh tingginya arus a yang menngalir paada elektroda generator tiddak terkontrol.. Karakteristikk dari peengujian gennerator meng ggunakan PW WM, peningkatan teemperatur tidaak begitu signnifikan dan bissa terkontrol untuk u menjaga m kualitaas gas HHO agar a tidak mennghasilkan uaap air. Paada duty cyclle 20% kenaik kan temperatuur cenderung lebih laama dan stabiil. Namun seiiring dengan variasi duty cycle 40 0%, 60%, dann 80% pening gkatan temperratur menjadi lebih ceepat. Tetapi jika dibandinggkan dengan direct connecction, peenggunaan PW WM pada keddua tipe generrator menjadi lebih baaik. Hal ini diisebabkan karrena pola dutyy cycle yang tidak mengalirkan m arrus dan teganggan penuh seccara terus men nerus, naamun putus-puutus (on-off).
Gambbar 9. Arus Fuungsi Waktu Geenerator Dry Ceell
Gambbar 10. Arus Fungsi Waktu Generator G Wet Cell C
Gam mbar 11. Tempeeratur Fungsi Waktu W Generatorr Dry Cell
Gambbar 12. Temperratur Fungsi Waaktu Generator Wet Cell
Gambbar 13. Daya Fu ungsi Waktu Generator G Dry Cell C
B-2248
JU URNAL TEKN NIK POMITS S Vol. 2, No. 2, 2 (2013) ISSN N: 2337-35399 (2301-9271 Print) P
B-2249
Gaambar 14. Dayaa Fungsi Waktu u Generator Weet Cell Gambbar 18. Efisienssi Fungsi Waktu u Generator Drry Cell
Gaambar 15. Flow wrate Fungsi Waktu Generator Dry Cell Gambbar 19. Efisienssi Fungsi Waktu u Generator Weet Cell
Gaambar 15. Flow wrate Fungsi Waktu Generator Wet Cell
Gaambar 17. SGP P Fungsi Waktu Generator Dryy Cell
3. Daya yang D Dibutuhkan Generator G HHO O Grafik dayaa terhadap fun ngsi waktu meemperlihatkann tren grrafik yang terrus naik. Dayya dengan penningkatan terrbesar teerdapat pada generator tanpa PWM, sedangkan pada Generator G denggan PWM yanng diatur oleh duty cycle terrtentu memiliki m grafikk peningkatann yang lebihh landai. Kenaikan keebutuhan dayya pada gen nerator HHO O seiring deengan meningkatkan m arus yang g digunakann untuk proses p ellektrolisis. Seperti halnya rumusan daya adalah tegaangan diikalikan arus. gujian unjuk kerja kedua tipe Karakteristiik dari peng geenerator mennggunakan PW WM variasi duty cycle 20% memiliki m kenaaikan daya paling p kecil. Kebutuhan daya teerbesar pada variasi v duty cy ycle 80% dibbandingkan deengan vaariasi yang llain. Semakinn besar bedaa potensial, maka en nergi yang meengalir melaluui suatu penghantar juga sem makin beesar. Daya ini dipengarruhi arus listrik yang juga mempunyai m haambatan elekttroda, semakiin kecil ham mbatan ellekroda, makaa semakin beesar daya yaang mengalir pada ellekroda tersebbut. Elektrodaa tersebut jugaa dipengaruhii oleh diimensi elektrooda dan hambaatan jenis elekktoda itu sendiiri. 4. Laju Produkksi Gas HHO yang Dihasilkkan Grafik laju produksi gass HHO terhaadap fungsi waktu w menujukkan m peeningkatan seiring dengan waktu w pengujiaan
p siignifikan adallah Trenn grafik yang mengalami peningkatan penggujian tanpa PWM.Berbed da dengan peengujian deng gan mengggunakan PW WM, tren graffik yang terlihhat lebih landdai. Penuurunan laju produksi p gas HHO inilahh yang menjaadi kelem mahan dari sisstem yang meenggunakan raangkaian PWM M. Kaarakteristik laaju produksi gas pada geenerator variasi dutyy cycle 20% merupakan m lajuu produksi gass HHO terend dah padaa pengujian ini namun memiliki waktuu kerja terlam ma yangg mencapai 120 1 menit. Sedangkan pada variasi duuty cyclee tertinggi 800% didapatkann laju produkksi sebesar 6,55 x 10-6 kg/s. Hal inni disebabkan n perbandingan lama wakktu suatuu signal on berada dalaam kondisi tertinggi unttuk mengghasilkan gas HHO. Laju u produksi gas g HHO yaang semaakin besar karena k debit pada generaator gas HH HO meniingkat, debit meningkat dikarenakan d w waktu produkksi dari gas HHO peer volume sem makin cepat. Seiring deng gan bertaambahnya waaktu, temperattur panas darri generator gas g HHO O yang bekerj rja juga semaakin besar. Beerikut ini grafik laju produksi p gas HHO jika difu fungsikan terhadap temperattur yangg dibatasi hinggga mencapai maksimal 70oC. 5. Produksi P Gas HHO H Spesifikk G Grafik specificc gas producttion diatas meenunjukkan trren peninngkatan signifikan pada keedua tipe geneerator. Generattor tanpaa PWM mem miliki SGP yanng cukup tingggi dibandingk kan denggan generator dengan PWM M. Dari perumuusan Dim mana : = Laju Produuksi gas HHO (kg/s) P = Daya Geneerator (Watt) Niilai SGP ini dipengaruhi oleh peningkkatan nilai laaju prodduksi dari geneerator gas HH HO dan peninggkatan arus yaang diguunakan pada konsumsi dayya generator.. Fenomena ini karenna meningkatnya laju prooduksi seiringg bertambahn nya wakttu, dimana lajju produksi inni dipengaruhhi oleh debit gas g HHO O yang menin ngkat pula. Gas G HHO ini meningkat laaju prodduksinya kareena temperaatur yang meningkat m puula, tempperature dipen ngaruhi oleh arus a yang manningkat. Spesifik gas production p (S SGP) tertinggi dimiliki denngan duty cyccle 80% % dibandingkann variasi duty yang lain. 6. Effisiensi E Gen nerator Gas HH HO Effisiensi didappatkan dari ennergi yang berguna (outpuut) diwaakili oleh peerkalian nilai energi entallpi HHO (∆ ∆H) denggan molaritass senyawa peer satuan waaktu, sedangk kan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 2, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) energi yang dibutuhkan generator (input) diwakili oleh daya generator HHO. Perubahan entalpi total pada suatu sistem reaksi terjadi ketika satu molekul bereaksi sempurna dengan oksigen yang terjadi pada 298oK dan tekanan atmosfer 1 atm. Nilai entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan perubahan entalpi (Δh). Reaksi yang terjadi dalam fluida generator adalah reaksi endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat kimia yang bersangkutan akan naik [8]. Tren grafik secara umum mengalami kenaikan yang dikarenakan kenaikan laju produksi gas HHO lebih besar seiring dengan kenaikan daya generator HHO relatif siginifikan. Sehingga karakteristik pada unjuk kerja dengan variasi terbaik adalah generator dengan duty cycle 80% dikarenakan laju produksi gas HHO yang relatif cukup tinggi dibandingkan duty cycle yang lain dengan kebutuhan daya generator yang memiliki nilai selisih sedikit .
B-250
UCAPAN TERIMA KASIH Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis berusaha menerapkan ilmu yang didapat selama menjalani perkuliahan di Teknik Mesin. Kiranya penulis tidak akan mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini tanpa bantuan, saran, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada seluruh elemen Laboratorium Teknik Pembakaran dan Bahan Bakar – Teknik Mesin ITS khususnya Bapak Prof. Dr. Ir. H. Djoko Sungkono K., M.Eng.Sc. dan Bapak Dr. Bambang Sudarmanta, ST., MT. Serta teman-teman Tim HHO yang penulis banggakan. DAFTAR PUSTAKA [1] LIPI, 2010. Pengujian Water and Air Injection, Lab. Motor
Bakar LIPI. [2] Fattah, Ahmad, 2012. Komparasi Variasi Jumlah Elektroda
V. KESIMPULAN
[3]
Dari penelitian yang telah dilakukan ini diperoleh kesimpulan sebagai berikut : Besarnya arus listrik meningkat seiring dengan waktu pengujian yang semakin lama. Setiap variasi pengujian generator HHO memiki nilai arus yang berbeda. Pada duty cycle 80% berkisar antara 19 – 24 A, pada duty cycle 60% antara 14 – 18 A, pada duty cycle 40 % antara 9 - 13 A, dan pada duty cycle 20% antara 5 – 8 A. Sedangkan generator tanpa penambahan PWM terjadi kenaikan drastis mencapai 42 A – 85 A. Temperatur fluida generator terus meningkat seiring dengan waktu pengujian yang semakin lama. Kenaikan temperatur terbesar pada pengujian generator tanpa PWM dikarenakan pertambahan arus yang tidak terkendali. Sedangkan kenaikan temperatur terlama pada generator dry cell dengan duty cycle 20% selama 122 menit. Daya generator semakin meningkat seiring dengan bertambahnya arus listrik yang digunakan untuk proses elektrolisa. Konsumsi daya generator tanpa PWM terbesar pada tipe wet cell yaitu 888,5 Watt. Sedangkan dengan penambahan PWM, daya tertinggi pada tipe wet dengan duty cycle 80% sebesar 301 Watt dan daya terendah pada tipe dry cell dengan duty cycle 20% sebesar 66 Watt. Laju produksi gas HHO menunjukan semakin meningkat seiring dengan waktu pengujian yang semakin lama. Laju produksi gas HHO terbesar pada generator wet cell dengan penambahan PWM, yaitu pada duty cycle 80% sebesar 3,51x10-6kg/s. Sedangkan laju produksi gas HHO terkecil ada pada generator dry cell dengan duty cycle 20% sebesar 4,71 x10-7 Kg/s. Nilai effisiensi mengalami kenaikan seiring dengan dengan waktu pengujian yang semakin lama. Pada generator gas HHO tipe dry dengan PWM duty cycle 80% memiliki efisiensi tertinggi yaitu 27,6 %. Sedangkan efisiensi variasi duty cycle 80% berkisar 2027%, duty cycle 60% berkisar 19-25%, duty cycle 40% berkisar 18-23%, dan duty cycle 20% berkisar 16-22%, Sedangkan pada pengujian generator tanpa PWM memiliki efisiensi sekitar 18-26 %.
[4] [5]
[6] [7]
[8]
dengan Panjang Total Kawat pada Generator HHO terhadap Unjuk Kerja Honda Karisma 125. Surabaya: Jurusan Teknik Mesin - Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Helmenstine, Anne Marie, 2001.Chemistry Glossary Definition of Electrolysis. Pudjanarsa, Astu dan Djati Nursuhud: 2006. Mesin Konversi Energi. Yogyakarta : Andi. Rasiawan, 2009. Rancang Bagun Elektronik Kontrol Sistem Elektroleser Brown Gas Pada Kendaraan, Thesis S2 Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya. Mallove, Eugene. 1998. Stanley Meyer, Water-Fuel Cell Inventor & Promoter, Dies Suddenly Dopp, R.B. 2007. Hydrogen Generation Via Water Electrolysis Using Highly Efficient Nanometal Electrodes. DSE Quantum Sphere, Inc. Saphiro, Moran, 2004. Termodinamika Teknik, Jakarta: Erlangga.
