E-ISSN : 2527-712x Vol.6 (no.2) Desember 2021
Jurnal Analis Laboratorium Medik Avalilable Online http://e-journal.sari-mutiara.ac.id/index.php/ALM

## SISTEM PEMANTAUAN GAS H 2 DENGAN METODE ELEKTROLISIS
Bambang Suryanto 1 , Ulfa Hanim 2 , Adiansyah 3
1,2 Program Studi Teknologi Elektromedis, STIKES Binalita Sudama
3 Program Studi Kimia, Fakultas Sain, Teknologi dan Informasi, USM-Indonesia Email: bambangsuryanto1978@gmail.com

## ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang sistem pemantauan gas H 2 dengan metode elektrolisis. Penelitian ini  dilakukan  dalam  rangka  mencari  energi  terbarukan  ditengah  kebutuhan  energi  dunia  yang  semakin meningkat sejalan dengan semakin menurunya jumlah minyak bumi dunia. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan kontribusi pada energi baru terbarukan.  Dalam prosesenya gas hidrogen dapat dihasilkan dari hidrolisis  dengan  menggunakan  TGS  821  dan  DAC  serta  dihubungkan  pada  perangkat  PC  dalam  proses penelitian ini besar arus yang digunakan adalah 8V, 9V, 10 V, 11V dan 12V. hasil penelitian menunjukkan adanya peningkat jumlah hidrogen yang dihasilkan sebanding dengan peningkatan arus yang diberikan dan maksimum  pada  kuat  arus  12  volt.  Jumlah  hidrogen  maksim  pada  998,20  ppm  dan  paling  rendah  pada 131,60 ppm.
Kata Kunci : Gas H 2 ; Elektrolis H 2 O; Mesin Monitoring; Sensor H 2 ; Diatomik H 2 O

## PENDAHULUAN
Indonesia sebagai negara yang terletak di  khatulistiwa  mempunyai  sumber  energi yang  melimpah,  meliputi  sumber  energi  fosil maupun  non-fosil.  Namun  sampai  saat  ini sebagian  besar  energi  yang  dihasilkan  dan digunakan  berasal  dari  fosil  yaitu  sebesar 95%  dari  total  bauran  energi 1-3 .  Dengan tingkat pertumbuhan ekonomi yang stabil dan kuat dalam beberapa tahun terakhir, permintaan  energi  akan  terus  meningkat. Tingkat  ketergantungan  yang  tinggi  terhadap energi  fosil  yang  jumlahnya  relatif  terbatas dapat memicu krisis energi di negeri ini. Oleh karena itu masalah energi  akan terus menjadi perhatian utama pemerintah di masa mendatang  apalagi  dengan  meningkatnya masalah dampak lingkungan akibat pembakaran  energi  fosil  untuk  berbagai kegiatan sosialekonomi nasional 2,5,7,8 .
Energi  Terbarukan  merupakan  salah satu  sumber  energi  yang  dapat  memenuhi kebutuhan  energi  dan  menyumbang  kepada bauran  energi  nasional  dan  membantu  usaha
mitigasi dampak perubahan iklim global. Sumber  energi  ini  digunakan  hampir di  seluruh  dunia  yang telah  memanfaatkan energi  terbarukan  sebagai  sumber  energi strategis  untuk  mengantisipasi  krisis  energi 9- 12 .
Elektrolisis air
adalah peristiwa penguraian  senyawa  air  (H 2 O)  menjadi  gas gas  hidrogen  (H 2 )  dan  oksigen  (O 2 )  dengan menggunakan  arus  listrik  yang  melalui  air tersebut.  Gas  H 2 sangat  pontensial digunakan sebagai  sumber  energi  karena  sifatnya  yang ramah lingkungan.
Gambar.  1.  Proses  hidrolisi  air  dan hidorogen
Sel  Elektrolisis  adalah  sel  yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi  redoks  yang diinginkan dan digunakan secara luas di  dalam masyarakat  kita.  Baterai aki  yang  dapat  diisi  ulang  merupakan  salah satu  contoh  aplikasi  sel  elektrolisis  dalam kehidupan  sehari-hari.  Air  (H 2 O)  dapat diuraikan  dengan  menggunakan  listrik  dalam sel  elektrolisis.  Proses  ini  akan  mengurai  air menjadi unsur-unsur pembentuknya 4,7,9,14 .
Elektroda  berperan  sebagai  tempat berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi berlangsung  di  katoda,  sedangkan  reaksi oksidasi  berlangsung di  anoda. Kutub negatif sumber  arus  mengarah  pada  katoda  (sebab memerlukan  elektron)  dan  kutub  positif sumber  arus  tentunya  mengarah  pada  anoda. Akibatnya,  katoda  bermuatan  negatif  dan menarik  kation-kation  yang  akan  tereduksi menjadi  endapan  logam.  Sebaliknya,  anoda bermuatan  positif  dan  menarik  anion-anion yang  akan  teroksidasi  menjadi  gas.  Terlihat jelas  bahwa  tujuan  elektrolisis  adalah  untuk mendapatkan  endapan  logam  di  katoda  dan gas di anoda 5,7 .
Penelitian ini penting untuk dilakukan mengingat  hidrogen  merupakan  gas  yang paling mudah terbakar dan mudah meledak di udara  terutama  ketika  bereaksi  dengan oksidan.  Pada  suhu  tinggi  gas  ini  tergolong gas  yang  sangat  reaktif.      Pada  proses produksinya  air  merupakan  bahan  utama untuk  menghasilkan  gas  hidrogen.  Oleh karena  itu  monitoring  suhu,  jumlah  gas  dan level  yang  tepat  sangatlah  dibutuhkan  untuk proses produksi gas hidrogen 2,8 .

## Penggunaan Katalisator
Senyawa-senyawa  seperti  asam,  basa dan  garam  yang  dapat  menghantarkan  arus listrik dapat digunakan dalam proses elektrolisis.  Penggunaan  senyawa-senyawa tersebutberfungsi mempermudah proses penguraian air menjadi hidrogen dan oksigenkarena
ion-ion katalisator mampumempengaruhi  kesetabilan  molekul air  menjadi  menjadi  ion  H+  dan  OH  yang lebih  mudah  di  elektrolisis  karena  terjadi penurunan energi pengaktifan. Pada
umumnya proses elektrolisis yang dilakukanuntuk menghasilkangas oksigen dan gas  hidrogen  menggunakanlarutan  alkali. Larutan  alkali  yang  umum  digunakan  adalah larutan  NaOH  dan  KOH.  Larutan  tersebut merupakan  elektrolit      kuat  yang  dapat menghantarkan  arus  listrik  dengan  baik. Secarateoritis,  pemberian  potensial  energi lebih dari 5V akan menghasilkan gas oksigen, gas hidrogen dan logam kalium 3,9,11,13 .
ACS712 20A adalah sensor arus yang bekerja  berdasarkan  efek  medan.  Sensor  arus ini dapat digunakan untuk mengukur arus AC atau  DC.  Modul  sensor  ini  telah  dilengkapi dengan rangkaian penguat operasional, sehingga  sensitivitas  pengukuran  arusnya meningkat  dan  dapat  mengukur  perubahan arus  yang  kecil.  Sensor  ini  digunakan  pada aplikasi-aplikasi di bidang industri, komersial, maupun  komunikasi.  Contoh  aplikasinya antara  lain  untuk  sensor  kontrol  motor, deteksi  dan  manajemen  penggunaan  daya, sensor  untuk  catu  daya  tersaklar,  sensor proteksi  terhadap  arus  lebih,  dan  lain sebagainya.
Tujuan  khusus  dari  penelitian  ini adalah melakukan control arus dan monitoring  terhadap  proses  produksi  gas hidrogen (H2) dengan metode elektrolisis air. perencanaan  sensor  dan  system  monitoring yang  meliputi  skma  dan  sfesifikasi  khusus meliputi desain alat elektrolisis air, perancangan  arduino,  serta  perencanaan program HMI dengan aplikasi Labview 6 .

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dilaboratorium teknologi elektromemedis STIKES  Bainalita  Sudama  dan  Laborium Teknologi Elektromedis USM-Indonesia.
Adapun  alat  yang  digunakan  adalah  box control,  alat  elektrolisis  secara  lengkap, katalisator  soda  api,  rangkaian  alat  port arduino  UNO,  sensor  arus  100mV/Ampere, Port  Adc  mikrokontroler  dan  analisis  data menggunakan data Origin versi 6.0.

## HASIL DAN PEMBAHSANAN
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan sensor  TGS  821  yang  berfungsi  untuk mendeteksi  H 2 yang  akan  keuar  dari  jalur yang sudah disediakan dan akan terbaca oleh TGS  821.  Hasil  yang  terbaca  pada  TGS  821 akan  dihubungkan  ke  PC  dan  akan  dibaca pada  tampilan  akuisi  dalam  bentuk  data microsoft  excel.  Data  program  pada  layar dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar.2. tampilan layar pada PC
Dalam  penelitian  ini  proses  dilakukan  dalam rentang waktu  yang ditentukan sesuai dengan kebutuhan  selama  3  jam  pada  setiap  selang waktu  10  sampai  12  detik.  Dalam  penelitian yang  dilakukan  sampel  dibagai  kedalam  4 bagian  yang  ditentukan  nilai  minimum  dan maksimum  dengan  label  sampel  A,  B,  C  dan D  dengan  pengulangan  dilakukan  sebanyak tiga kali dengan rentang arus yang digunakan 6V,7V dan 8V.
Hasil  penelitian  dapat  dilihat  pada  tabel.  1 dibawah ini:
No Kode Sampel Suhu o C Kadar O 2 Kadar H 2 1 A 30 13.14 29.05 2 B 30 13.35 29.08 3 C 32 13.12 29.10 4 D 32 13.23 29.23 Rata-rata 31 13.21 29.1
Data grafik hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Pengujian pada Sensor Oksigen. Penelitian dilakukan dengan merangkai rangkai  alat  dengan  menghubungkan  ke oksigen  hasil  penelitian  pada  pembacaan oksigen dapat dilihat pada tebel dibawah ini:
Gambar 2. Data hasil pengujian Oksigen.
Tabel  2.  Data  pengujian  sensor  hidrogen  dan Oksigen
Sampel Waktu (detik) Temper atur ( o C) Jumlah O 2 (%) Jumlah H 2 (%) 1 10 30 13.87 57.80 2 12 32 13.88 56.89 3 14 31 14.85 57.76 4 16 30 14.85 57.82 5 18 32 14.85 57.80 6 20 31 14.86 56.89 7 22 30 14.88 56.76
Data  pengujian  sensor  hidrogen  terhadap kandungan  oksigen  yang  terkandung  dalam sampel  yang  dilakukan pada proses hidrolisis
H 2 O  dalam  penelitian  dilakukan  dengan menggunakan  penyaring  sensor  berfungsi untuk menyaring serapan yang akan diberikan (filter) dalam penelitian ini menggunakan tiga buah  filter  dengan  kuat  arus  yang  diberikan sebesar 8V, 9V dan 10V.
Tabel  3.  Data  hasil  pengujian  jumlah hidrogen dengan kuat arus 8V, 9V, 10V, 11V dan 12V. No Sampel Kuata arus (Volt) Filter (ppm) 1 2 3 1 8 250,31 400,24 132,60
void setup () { Serial.begin(9600); } void loop () { int sensorHidrogen = analogRead(A0); Serial.println(sensorHidrogen); Delay (1000);

## PC_SISTEM MONITORING PRODUKSI GAS
HIDROGEN (H2) ; 10 12 14 16 18 20 22 13.8 14.0 14.2 14.4 14.6 14.8 15.0 Pengujian Kandungan Oksigen Sensor TGS 821 Waktu (detik) T em pe ra tu r ( o C) 56.6 56.8 57.0 57.2 57.4 57.6 57.8 58.0 o C
2 9 321,50 524,32 350.18 3 10 926.34 970.13 916.78 4 11 998.20 950.71 920.18 5 12 778.62 520.31 350.61
Dari  hasil  penelitian  dapat  dilihat bahwa, ada peningkatan tegangan pada prosen elektrosis  dengan  peningkatan  konsentrasi hidtrogen.  Dari  hasil  penelitian  ini  dapat disimpulkan bahwa kuat arus yang tinggi jika diberikan pada proses elektrolisis akan terjadi
Gambar  3.  Data  kuat  arus  yang  diberikan pada proses elektrolisis pemecahan  Hidrogen  dan  Oksigen dengan  menguarai  derajat  ionisasi  sehigga terpisah anatar ion hidtrogen dan oksigen dan pemecahan  berlangsung  semakin  besar  jika arus  yang  diberikan  semakin  besar  pula  dan tertinggi  pada  12  V.  Pada  proses  tersebut pemutusan  ikatan  semakin  cepat  terjadi sehingga  pada  pembacaan  semakin  tinggi pada kandungan oksigen dan hidrogen. Dalam penelitin  ini  hidrgen  yang  dihasilkan  akan melewati filter pada bagian 1 hingga 3 tujuan penggunaan  filter  tersebut  adalah  untuk mendapatkan  hasil  yang  lebih  baik  pada pembacaan alat.
Elektrolisis air adalah peristiwa penguraian  senyawa  air  (H2O)  menjadi oksigen  (O2)  dan  hidrogen  gas  (H2)  dengan menggunakan  arus  listrik  yang  melalui  air tersebut.  Pada  katode,  dua  molekul  air bereaksi  dengan  menangkap  dua  elektron, tereduksi  menjadi  gas  H2  dan  ion  hidrokida (OH-).  Sementara  itu  pada  anode,  dua molekul  air  lain  terurai  menjadi  gas  oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron  ke  katode.  Ion  H+  dan  OH-
mengalami  netralisasi  sehingga  terbentuk kembali  beberapa  molekul  air.  Reaksi keseluruhan  yang  setara  dari  elektrolisis  air dapat dituliskan sebagai berikut.
Gas  hidrogen  dan  oksigen  yang  dihasilkan dari  reaksi  ini  membentuk  gelembung  pada elektrode  dan  dapat  dikumpulkan.  Prinsip  ini kemudian  dimanfaatkan  untuk  menghasilkan hidrogen  dan  hidrogen  peroksida  (H2O2) yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan  bakar kendaraan hidrogen.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  dilakukan  dapat disimpulkan  bahwa  alat  yang  digunakan mampu mendetiksi  gas hidrogen dengan baik dan dihasilkan data yang bisa dibaca pada PC dengan  metode  hidrolisi  dalam  penelitian dapat  diketahui  bahwa  semakin  tinggi  kuat arus yang diberikan maka semakin tinggi juga kadungan oksigen dan hidrogen yang diberikan  dan  maksimal  pada  12  volt  yang mengakibat  proses  inisasi  pada  ion  hidrogen dan  oksigen  semakin  cepat  bergerak  bebas pendeteksian ini terlihat dengan meningkatnya  jumlah  yang  diproleh  pada filter  yang  dihasilkan  dan  dibaca  pada  PC. Dalam  prosesenya  gas  hidrogen  dapat dihasilkan dari hidrolisis dengan menggunakan  TGS  821  dan  DAC  serta dihubungkan pada perangkat PC dalam proses penelitian  ini  besar  arus  yang  digunakan adalah  8V,  9V,  10  V,  11V  dan  12V.  hasil penelitian  menunjukkan  adanya  peningkat jumlah  hidrogen  yang  dihasilkan  sebanding dengan  peningkatan  arus  yang  diberikan  dan maksimum  pada  kuat  arus  12  volt.  Jumlah
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 -5000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 Pa rts P er M illi on ( pp m ) Kuat Arus (Volt) Kuat Arus 8 Volt Kuat Arus 9 Volt Kuat Arus 10 Volt
hidrogen  maksim  pada  998,20  ppm  dan paling rendah pada 131,60 ppm.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Peneliti  mengucapakan  terimakasih kepada  Direktorat  Riset  dan  Pengabdian Masyarakat  Deputi  Bidang  Penguatan  Riset dan  Pengembangan  Kementerian  Riset  dan Teknologi/ Badan Riset dan Inovasi Nasional, Kemendikbud Ristek yang telah memeberikan pendanaan  Penelitian  Dosen  Pemula  tahun 2020  pelaksanaan  2021  dan  Kepada  STIKES Binalita Sudama tempat peneliti mengabdikan diri.

## DAFTARA PUSTAKA

## Sulton  Ali,  Muhammad,  “Hydro  Fuel  Cell
(Kapal  Bertenaga  Gas    HHO  dengan Metode  Elektrolisis  Air  untuk  Efisiensi Bahan    Bakar  BBM  yang  Berguna  bagi Kesejahteraan Nelayan Indonesia”, LKTI, Surabaya, 2018 Winoto, Ardi, ”Mikrokontroler AVR
ATmega8/16/32/8535.”Informatika, Bandung, 2015
Louise, I.S.Y, Dewi, Y., & Heru P.A. (2015).
Pemecahan  Molekul  Air  Dengan  Media Tepung  Umbi  Dahlia  (Dahlia  Pinata). Jurnal Sains Dasar, 2, 173-178.
Marlina,  E.,  Slamet,  W.,  &  Lilis,  Y.  (2013). Produksi  Gas  Brown’s  Gas  Hasil
Elektrolisis H2O denganKatalis NaHCO3. Jurnal Rekayasa Mesin, 4, 53-
57
Wahyono,  I.,  Salam,  R.,  Dimyati,  et  al.
(2015).  Karakterisasi  Struktur  Mikro Menggunakan  SEM  dan  XRD  pada Ketahanan Korosi Baja Komersial SS430 dan  Baja  Non  Komersial  F1.  Disajikan pada Seminar Nasional XI SDM Teknologi Nuklir, di UPN “V”
Yogyakarta.
Fahrudin,  A.  (2015).  Pengaruh  Jarak  Antar
Plat  pada  Generator  HHO  Model  Wet Cell  terhadap  Debitdan  Efisiensi.  Jurnal SAINT  EK,  12,  37-    41Louise,  I.S.Y. (2014).  Stainless  steel/Fe-Co-Ni  sebagai
Elektro  Katalis  pada  Reaksi  Evolusi Hidrogen. Abstrak Disertasi
Louise, I.S.Y. (2014). Stainless steel/FeCo-Ni sebagai  Elektro  Katalis  pada  Reaksi Evolusi Hidrogen. Abstrak Disertasi.
Louise,  I.S.Y.  (November,  2010).  Perilaku Sel  Elektrolisis  Air  dengan  Elektrode Stainless  steel.  Makalah  disajikan  dalam Seminar  Nasional  Kimia,  di  Universitas Negeri Yogyakarta.
Mahreni,&  Ade,  I.  (2011).  Pengembangan
Teknologi  Bersih  Berbasis  Hidrogen Menggunakan Sumber Daya Alam Indonesia.  Makalah  disajikan  dalam Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”, di FTI UPN ”V” Yogyakarta.
Afrizal, M.A. 2018. Rancang Bangun Rumah Pintar  Berbasis  IOT  (Internet  of  Things) Sebagai  Media  Pembelajaran  pada  Mata Pelajaran  pemrograman,  Mikroprosesor dan Mikrokontroller di SMKN2
Surabaya.  Jurnal  Pendidikan  Teknik Elektro. Vol.7, No.1, pp.79-86.
Rahmawati,  Novi,  Dony,  Novria.  2014. “Pembuatan  Pupuk  Organik  Berbahan Sampah Organik Rumah Tangga Dengan Penambahan  Aktivator  Em4  di  Daerah Kayu  Tangi”.    Fakultas  Keguruan  dan
Ilmu Pendidikan Universitas Islam Kalimantan MAB Banjarmasin.
Palar, H. 1994.  Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: Rineka Cipta
Siswanto,  A  1991.  Toksikologi  Industri.
Surabaya: Balai Hiperkes dan Keselamatan Depnaker jatim Adryanto.  2005.Deteksi  Pencemaran  Timah
Hitam  (Pb)  dalam  Darah,  Masyarakay yang Terpajan Timbal (Plumbum), Jurnal Kesehatan Lingkungan Vol-2/No.1