INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 2 Tahun 2024 Page 3031-3039 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Tinjauan Efek Variasi Elektolit dan Konsentrasinya dalam Produksi Gas HHO Melalui Metode Elektrolisis
Rudina Okvasari 1 ✉ , Muhammad Ridwan 2

## Institut Teknologi – PLN
Email: rudina@itpln.ac.id 1 ✉

## Abstrak
Gas HHO (Hidrogen dan Oksigen)  merupakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan memiliki potensi besar untuk berbagai aplikasi. Salah satu metode untuk menghasilkan gas HHO adalah melalui proses elektrolisis air, di mana air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen dengan menggunakan elektroda dan elektolit. Penelitian ini bertujuan untuk meninjau efek variasi elektolit dan konsentrasinya dalam produksi gas HHO melalui metode elektrolisis. Elektolit yang digunakan adalah KOH, NaOH, dan NaHCO 3 dengan variasi konsentrasi 0,25 M, 0,5 M, dan 1 M.
Kata Kunci: Gas HHO, Energi Alternatif, Elektrolisis, Variasi Elektolit

## Abstract
HHO gas (Hydrogen and Oxygen) is an alternative energy source that is environmentally friendly and has great potential for various applications. One method to produce HHO gas is through the process of electrolysis  of  water,  where  water  is  broken  down  into  hydrogen  and  oxygen  using  electrodes  and electrites. This study aims to review the effects of electrical variations and their concentrations in HHO gas production through electrolysis method. The electrolites used are KOH, NaOH, and NaHCO 3 with concentration variations of 0.25 M, 0.5 M, and 1 M.
Keywords: HHO Gas, Alternative Energy, Electrolysis, Electrical Variation

## PENDAHULUAN
Pemanfaatan minyak bumi hingga hari ini masih merupakan sebagai sumber bahan bakar utama. Ketergantungan dunia terhadap penggunaan minyak bumi menjadi hal yang perlu diwaspadai karena minyak bumi bukanlah sumber energi yang akan terus tersedia hingga sepanjang masa. Hal ini disebabkan karena jumlah Cadangan minyak bumi dunia yang semakin menipis dari hari ke hari.  Oleh sebab itu penelitian terus dilakukan untuk mencari energi alternatif yang dapat menggantikan peran minyak bumi agar dunia tidak lagi terpaku kepada minyak bumi sebagai bahan baku utama. Penemuan terkait sumber energi ini telah banyak memunculkan banyak pilihan alternatif yang ditawarkan para peneliti diantaranya, sumber energi yang memanfaatkan sel surya, tenaga angin, gelombang laut, hingga biomassa (Wang, 2021) .
Diantara seluruh energi alternatif yang dikembangkan hingga saat ini, masih belum banyak yang melakukan penelitian untuk mencari alternatif energi yang bersumber dari gas LPG.  Padahal  penggunaan  gas  LPG  juga  cukup  luas,  terutama  di  Indonesia,  LPG dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada kompor gas dalam rumah tangga masayarakat. Kenaikan  tarif  dasar  LPG  yang  mengakibatkan  masyarakat  kesulitan  untuk  membelinya membuat  penelitian  untuk  menemukan  alternatif  LPG  menjadi  semakin  penting  (Amani, 2023).
Salah satu bahan bakar alternatif yang dikemukakan sebagai alternatif bagi gas LPG adalah  gas  HHO  yang  dihasilkan  dari  proses  elektrolisis.  Gas  HHO  atau  Brown  Gas merupakan  bahan  bakar  berbasis  hydrogen  yang  telah  banyak  menarik  perhatian  para peneliti  sebagai  sumber  energi  bersih  (Subramania,  2020)  (Nabit,  2019).  Artinya  gas hydrogen adalah sumber energi yang minim polusi. Hal ini menjadi penting dikarenakan selain  untuk  mengurangi  ketergantungan  terhadap  penggunaan  LPG,  sumber  energi hydrogen ini juga tidak akan menimbulkan masalah yang sama dengan gas LPG berupa polusi udara maupun lingkungan (Paparao, 2021).
Beberapa penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa gas HHO yang dihasilkan dari proses elektrolisis bisa menjadi alternatif sebagai bahan bakar pada kompor gas baik sebagai  substitusi  gas  LPG,  maupun  sebagai  additive  untuk  mengurangi  konsumsi  LPG selama proses memasak. Studi tersebut menunjukkan bahwa penggunaan gas LPG bersama gas  HHO  dapat  mengurangi  volume  rata-rata  gas  PLG  yang  digunakan  selama  proses memasak.  Penelitian  lainnya  juga  menunjukkan  bahwa  gas  HHO  dapat  menunjukkan performa  yang  baik  saat  digunakan  sebagai  pengganti  gas  LPG.  Penelitian  tersebut memperlihatkan bagaimana gas HHO yang dihasilkan dapat memanaskan makanan dengan cepat, tidak menghasilkan banyak polutan, dan lebih bersih serta ramah lingkungan.
Berdasarkan  penelitian-penelitian  tersebut,  maka  dirasa  perlu  untuk  melihat bagaimana peranan jenis elektolit dan variasi konsentrasinya dalam proses produksi gas HHO tersebut. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang bermanfaat untuk optimasi produksi gas HHO melalui metode elektrolisis.

## Elektrolisis
Proses  produksi  gas  HHO  pada  penelitian  ini  menggunakan  metode  elektrolisis. Menurut  (Chang,  2009),  elektrolisis  terjadi  jika  sejumlah  arus  listrik  mengalir  melalui elektroda yang dicelupkan ke dalam senyawa ionik dan memicu reaksi kimia. Tidak semua proses elektrolisis akan menghasilkan gas HHO. Proses elektrolisis yang akan memproduksi gas HHO merupakan elektrolisis yang menggunakan elektolit tertentu selama prosesnya agar pemutusan ikatan hydrogen yang terdapat dalam molekul air (H 2 O) dapat terjadi dan mengurainya menjadi gas hydrogen (H 2 ) dan ion hidroksida (OH - ). Proses ini akan terjadi apabila  dua  molekul  air  bereaksi  dengan  menangkap  electron  pada  bagian  katoda. Sementara  pada  bagian  anoda  akan  terjadi  pelepasan  gas  oksigen  (O 2 ),  4  ion  H+,  dan sejumlah electron yang nantinya akan dialirkan menuju katoda agar proses reaksi dapat terus terjadi secara berkelanjutan.
Gas HHO dapat diperoleh dengan memutuskan ikatan hidrogen yang terdapat pada molekul air, sehingga molekul tesebut terurai menjadi molekul Oksigen (O 2 ) dan Hidrogen (H 2 ). Elektrolisis akan membutuhkan sejumlah arus listrik agar dapat berlangsung. Proses pemutusan ikatan tersebut dapat terjadi lebih cepat dengan adanya penambahan elektolit selama proses reaksi berlangsung. Proses elektrolisis untuk menghasilkan gas HHO harus menggunakan elektolit berupa senyawa alkali yang mudah terlarut dalam air. Secara umum, proses  elektrolisis  dapat  dipahami  melalui  islutrasi  yang  diperlihatkan  pada  Gambar  1 berikut ini (Alam, 2017),
Gambar 1. Proses elektrolisis dan pemutusan ikatan hydrogen pada molekul air (Alam, 2017)
Pemilihan Elektolit
Telah  dijelaskan  sebelumnya  bahwa  salah  satu  pendekatan  untuk  meningkatkan efisiensi proses hidrolisis adalah melalui penggunaan elektolit. Pada konteks produksi gas
HHO melalui hidrolisis, elektolit memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi reaksi  pemutusan  ikatan  hydrogen  dalam  molekul  air  (Essuman,  2019).  Penambahan elektolit dalam suatu reaksi berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi yang dibutuhkan untuk reaksi, sehingga rekasi dapat berlangsung lebih cepat dengan menggunakan energi yang  lebih  sedikit.  Elektolit  ini  dapat  dalam  bentuk  oksida  logam  transisi,  hidroksida, kalkogen, fosfinida, nitride, atau bahan lainnya (Wang, 2021). Pada penelitian ini dilakukan pengujian  menggunakan  beberapa  jenis  elektolit  dengan  variasi  konsentrasinya  untuk meninjau  bagaimana  pengaruh  jenis  dan  konsentrasi  elektolit  tersebut  terhadap  laju produksi gas HHO menggunakan metode elektrolisis. Beberapa elektolit yang digunakan adalah senyawa hidroksida yaitu KOH, NaOH, dan NaHCO 3 . Ketiga elektolit ini digunakan dengan  karena  dapat  mendukung  proses  elektrolisis  dengan  menghasilkan  elektrolit- elektrolit ion hidroksida yang mempecepat reaksi untuk produksi gas HHO.
KOH biasanya digunakan dalam sistem elektrolisis karena memiliki tingkat resistivitas rendah dan dapat menghasilkan arus yang lebih tinggi, yang dapat meningkatkan produksi gas  hydrogen.  NaOH  juga  merupakan  elektrolit  yang  populer  dalam  elektrolisis  karena dapat larut dengan baik dalam air dan memberikan kinerja yang baik dalam produksi gas. Meskipun  tidak  seefektif  KOH  atau  NaOH  dalam  hal  konduktivitas,  NaHCO 3 dapat digunakan sebagai elektrolit yang aman dan lebih mudah ditangani karena sifatnya yang kurang korosif. Konsentrasi elektolit/elektrolit ini dapat memengaruhi besarnya arus yang mengalir melalui larutan. Konsentrasi yang lebih tinggi biasanya meningkatkan jumlah ion dalam larutan, yang menyebabkan laju reaksi elektrolisis meningkat dan produksi gas HHO bertambah (Essuman, 2019).
Namun konsentrasi yang terlalu tinggi dari elektrolit dapat menyebabkan efek yang tidak  diinginkan,  seperti  peningkatan  viskositas  larutan  yang  dapat  menghambat pergerakan  ion  sehingga  mengurangi  efisiensi  proses  elektrolisis.  Selain  itu,  konsentrasi elektrolit yang berlebihan juga berpotensi menyebabkan korosi pada elektroda dan dapat meningkatkan produksi oksigen, yang bisa berisiko membentuk campuran gas yang mudah terbakar dengan hidrogen.
Pada  praktiknya,  pemilihan  jenis  dan  konsentrasi  elektrolit  harus  diimbangi  untuk mendapatkan  konduktivitas  yang  baik  tanpa  merusak  komponen  sel  elektrolisis  atau mengurangi keamanan sistem. Penting untuk menemukan konsentrasi yang tepat di mana elektrolisis dapat berlangsung dengan efisien sambil mempertahankan stabilitas sistem dan menghindari produksi gas atau senyawa samping yang tidak diinginkan. Pengujian empiris bisa diperlukan untuk menentukan kondisi optimal yang memungkinkan produksi gas HHO maksimal dengan konsumsi energi dan penuaan peralatan yang minimal.
Oleh  sebab  itu  penelitian  ini  menggunakan  variasi  konsentrasi  dari  ketiga  elektolit tersebut dengan variasi 0,25 M, 0,5 M, dan 1 M. Ketiga konsentrasi ini dipilih karena dapat mewakili kondisi larutan mulai dari konsentrasi encer hingga pekat. Melalui perbandingan ketiga konsentrasi tersebut dapat diamati bagaimana hubungan antara konsentrasi dengan volume gas HHO dalam beberapa jenis elektolit yang telah ditentukan.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk melihat bagaimana pengaruh jenis elektolit terhadap produksi gas HHO melalui metode elektrolisis. Ketiga jenis elektolit yang digunakan adalah KOH, NaOH, dan NaHCO 3 . Selain itu dibuat pula variasi konsentrasi dari ketiga jenis elektolit tersebut, dimana konsentrasi yang digunakan adalah 0,25 M, 0,5 M, dan 1 M. Ketiga elektolit dengan variasi konsentrasinya ini akan berfungsi sebagai penyedia electron bebas agar arus listrik dapat dialirkan. Agar pengaruh konsentrasi dan jenis elektolit dapat terlihat dengan jelas, maka penelitian ini dilakukan dengan menggunakan arus listrik 10 A. Data volume gas HHO  yang  dihasilkan  dianalisis  untuk  mengetahui  pengaruh  variasi  elektolit  dan konsentrasinya terhadap produksi gas HHO.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  telah  menunjukkan  bahwa  penggunaan  elektolit  dapat  mendorong proses elektrolisis berjalan dengan baik sehingga ikatan hydrogen pada molekul air dapat diuraikan dengan optimal. Pada tabel 4.1 di bawah ini diperlihatkan pengaruh jenis – jenis larutan elektrolit dengan berbagai variasi kosentrasi yang digunakan terhadap laju produksi gas HHO yang dihasilkan menggunakan larutan elektrolit KOH, NaOH, dan NaHCO 3 sebagai berikut ini :
No Elektolit Konsentrasi (M) Volume gas HHO (L/m) 1 KOH 0,25 0,75 0,5 1,05 1 1,15 2 NaOH 0,25 0,65 0,5 0,75 1 0,9 3 NaHCO 3 0,25 1,15 0,5 1,35 1 1,5
Trend hubungan antara volume gas HHO yang dihasilkan dengan variasi konsentrasi diperlihatkan pada Gambar 1 berikut ini, dimana diperlihatkan bahwa terdapat hubungan positif dengan terjadinya peningkatan volume produksi gas HHO oleh setiap jenis elektolit seiring dengan peningkatan  konsentrasi yang digunakan. Dari ketiga jenis elektolit  yang digunakan  terlihat  bahwa  pada  penggunaan  elektolit  NaHCO 3 volume  gas  HHO  yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan penggunaan elektolit KOH dan NaOH pada koonsentrasi yang sama. Volume gs HHO yang dihasilkan menggunakan larutan elektrolit NaHCO 3 ini mencapai 1,15 L/m pada konsentrasi 0,25 M, meningkat menjadi 1,35 L/m pada konsentrasi 0,5 M dan mencapai 1,5 L/m saat konsentrasi yang digunakan 1 M. Meskipun peningkatan  volume  gas  HHO  tidak  terlalu  signifikan,  namun  perlu  diperhatikan  bahwa terdapat  hubungan  yang  linier  antara  peningkatan  volume  gas  HHO  yang  diproduksi dengan konsentrasi elektrolit yang digunakan.

## Gambar 2. Perbandingan Volume Gas HHO Terhadap Variasi Konsentrasi
Konsentrasi larutan elektrolit sangat mempengaruhi efisiensi elektrolisis dan volume gas HHO yang dihasilkan, yaitu, semakin tinggi konsentrasi elektrolit dalam larutan, semakin tinggi pula konduktivitas larutannya, yang artinya larutan lebih efisien dalam mengalirkan arus listrik.  Akibatnya,  dengan arus  listrik yang sama, elektrolisis  pada  konsentrasi tinggi dapat menghasilkan gas HHO lebih banyak dalam waktu yang sama dibandingkan dengan larutan  dengan  konsentrasi  lebih  rendah.  Konsentrasi  Rendah:  Jika  konsentrasi  elektrolit dalam larutan rendah, maka konduktivitas larutan akan menurun. Hal ini mengakibatkan kebutuhan untuk tegangan yang lebih tinggi untuk mempertahankan arus yang sama. Pada kondisi ini, produksi gas HHO akan lebih sedikit karena larutan tidak seefisien mengalirkan listrik. Hal inilah yang diperlihatkan pada Gambar 1  bahwa seiring peningkatan konsentrasi, volume  gas  HHO  yang  dihasilkan  juga  mengalami  peningkatan  disebabkan  oleh  factor
0,25; 0,75 0,5; 1,05 1; 1,15 0,25; 0,65
0,5; 0,75 1; 0,9
0,25; 1,15 0,5; 1,35
1; 1,5
0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 0,25 0,5 1 V o lume G as HHO ya ng D ih as ilk an ( L/ m) Konsentrasi Elektolit Larutan Elektrolit (M) Perbandingan Volume Gas HHO Terhadap Variasi Konsentrasi KOH NaOH NaHCO3
jumlah  elektrolit  yang  tersedia  dalam  larutan  semakin  banyak  agar  arus  listrik  semakin mudah didistribusikan.
Selain itu, perbandingan antara tiga elektolit yang digunakan, yaitu KOH, NaOH, dan NaHCO 3 , juga berpengaruh signifikan terhadap efisiensi produksi gas HHO. Ketiga bahan ini berfungsi sebagai elektrolit yang meningkatkan konduktivitas larutan dan memfasilitasi pembentukan gas HHO saat elektrolisis. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa ketiga elektolit tersebut memiliki efek yang berbeda terhadap proses pemutusan ikatan hydrogen dalam molekul air. Pada Gambar 1 ditunjukkan bahwa NaHCO 3 pada konsentrasi 1 M adalah konsisi yang dapat menghasilkan gas HHO paling banyak jika dibandingkan dengan elektolit lainnya pada konsentrasi yang sama.

## SIMPULAN
Pada  penelitian  ini,  telah  dilakukan  tinjauan  terhadap  efek  variasi  elektolit  dan konsentrasinya dalam produksi gas HHO melalui metode elektrolisis. Berdasarkan hasil penelitian, ditemukan bahwa elektolit yang digunakan berpengaruh signifikan terhadap produksi  gas  HHO.  NaHCO 3 menunjukkan  hasil  yang  lebih  baik  dalam  meningkatkan produksi gas HHO dibandingkan dengan KOH dan NaOH. Selain itu, konsentrasi elektolit juga  mempengaruhi  produksi  gas  HHO.  Semakin  tinggi  konsentrasi  elektolit,  semakin besar produksi gas HHO yang dihasilkan. Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa NaHCO 3 dengan  konsentrasi  1M  memiliki  efek  paling  signifikan  dalam  menghasilkan produksi gas HHO yang tinggi melalui metode elektrolisis. Berdasarkan temuan tersebut, penelitian ini memberikan beberapa saran untuk pengembangan selanjutnya. Pertama, penelitian  selanjutnya  dapat  memperluas  variasi  elektolit  yang  digunakan  untuk menghasilkan gas HHO dalam metode elektrolisis. Selain KOH, NaOH, dan NaHCO 3 dapat diuji juga elektolit lain seperti Ni, Cu, atau Pt untuk melihat apakah ada elektolit yang dapat  menghasilkan  produksi  gas  HHO  yang  lebih  tinggi.  Selain  itu,  penelitian  dapat dilakukan untuk mengevaluasi penggunaan kombinasi elektolit dalam produksi gas HHO untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi. Selain variasi elektolit, penelitian selanjutnya juga dapat memperluas variasi konsentrasi elektolit dan melihat apakah ada konsentrasi yang lebih optimal dalam menghasilkan produksi gas HHO yang tinggi. Oleh sebab itu dalam  hal  ini,  peneliti  juga  dapat  mempertimbangkan  pengaruh  pH  larutan  elektrolit terhadap produksi gas HHO yang dihasilkan menggunakan metode elektrolisis.

## DAFTAR PUSTAKA
Amani,  2023. https://www.liputan6.com/bisnis/read/5360590/kelangkaan-lpg-3-kg- karena-sistem-distribusi-terbuka-pemerintah-harus-apa tanggal  diakses  01  Feb 2024 pukul 10.53 WIB
Paparao, J., & Murugan, S., Oxy-hydrogen gas as an alternative fuel for heat and power generation  applications – A  review,  International  Journal  of  Hydrogen  Energy,
46(76), 37705-37735, (2021). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.09.069
Subramania, B., & Thangavel, V., Experimental investigations on performance, emission and combustion characteristics of Diesel-Hydrogen and Diesel-HHO gas in a Dual fuel  CI  engine,  International  Journal  of  Hydrogen  Energy,  45(46),  25479-25492, (2020). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.280
Nabil,  T.,  &  Dawood,  M.  M.  K.,  Enabling  efficient  use  of  oxy-hydrogen  gas  (HHO)  in selected angineering applications: transportation and sustainable power generation, Journal of Cleaner Production, 237, 117798, (2019).
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117798
Mazloomi,  S.  K.,  &  Sulaiman,  N.,  Influencing  factors  of  water  electrolysis  electrical efficiency,  Renewable  and  Sustainable  Energy  Reviews,  16(6),  4257-4263,  (2012). https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.03.052
Gomathi, S., et al., Design and development of zero carbon hydrogen hydrogen oxygen gas burner, Proceedings of the 4 th National Conference on Current and Emerging Process  Technologies  E-Concept,  2387(1),  AIP  Publishing,  Erode,  India,  (2021). https://doi.org/10.1063/5.0068628
Jain, I. P., Hydrogen the fuel for 21 st century, International Journal of Hydrogen Energy,
34(17), 7368-7378, (2009). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.05.093
Essuman, S. P. K., et al. Experimental Studies of the Effect of Electrolyte Strength, Voltage and Time on the Production of Brown’s (HHO) Gas Using Oxyhdrogen Generator, Journal of Energy Efficiency, 8, 64 – 80, (2019). DOI: 10.4236/ojee.2019.82005
Ridwan, M., Okvasari, R., & Hendri, H. (2024). Perhitungan Energi yang Dibutuhkan Gas HHO dalam Pematangan Air Sebagai Sumber Energi Alternatif. Innovative: Journal Of Social Science Research, 4(1), 10323-10331.
DOI: https://doi.org/10.31004/innovative.v4i1.8897
Ridwan,  M.,  Rangkuti,  C.,  &  Okvasari,  R.  (2019).  Pengaruh  Besarnya  Arus  Listrik  yang Digunakan  Terhadap  Gas  HHO  yang  Dihasilkan  Pada  Alat  Hydronizer,  Prosiding
SNTTM XVIII, 9-10 Oktober 2019, KE56 http://prosiding.bkstm.org/prosiding/2019/KE56.pdf
Wang, Lu, Zhong, 2021. Hydrogen Production from water electrolysis: role of catalysts. Nano Cenvergens Journal 8 (4). https://doi.org/10.1186/s40580-021-00254-x
Alam,  Noor  and  Pandey,  K.  M.  2017.  IOP  Conference  Series:  Materials  Science  and Engineering, 226 012197.
Arijanto, Yunianto, B. 2010. Pengujian kompor Gas Hemat Energi dengan Memanfaatkan Elektrolisa Air Berlarutan KOH, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) ke- 9, Palembang, 13-15 Oktober 2010. 173 – 178
Haswot, R. N., et al. 2017. Result Analysis of Mixing Gas HHO with LPG to Improve Heat Energy of LPG Burning. E-Prociding of Engineering. 4 (2). 2139-2149.