INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 1 Tahun 2024 Page 10323-10331 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative
Perhitungan Energi yang Dibutuhkan Gas HHO dalam Pematangan Air Sebagai Sumber Energi Alternatif
Muhammad Ridwan 1 ✉ , Rudina Okvasari 2 , Hendri 3

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

## Abstrak
Penggunaan  minyak  bumi  sebagai  bahan  bakar  utama  dunia  memunculkan  kekhawatiran  terhadap jumlah  cadangannya  di  masa  depan.  Oleh  sebab  itu  penelitian  terus  dilakukan  untuk  menemukan sumber  energi  alternatif  yang  dapat  mengurangi  ketergantungan  terhadap  sumber  energi  tak terbarukan.  Selain  minyak  bumi,  gas  LPG  adalah  sumber  energi  lainnya  yang  akan  mengalami penurunan ketersediaan apabila terus digunakan tanpa dicarikan alternatifnya. Di Indonesia, gas LPG banyak dimanfaatkan sebagai bahan bakar dalam kompor gas rumah tangga. Oleh karenanya penelitian ini dilakukan untuk melihat potensi gas HHO sebagai salah satu bahan bakar alternatif gas LPG. Gas HHO diperoleh setelah memutuskan ikatan hidrogen pada molekul air (H 2 O) menggunakan metode elektrolisis. Pemutusan ikatan hidrogen tersebut akan memecah molekul air menjadi molekul hidrogen (H 2 ) dan oksigen (O 2 ) dibantu penggunaan katalis untuk mempercepat prosesnya. Berdasarkan tiga jenis katalis  yang  digunakan  pada  pengujian  yaitu  KOH,  NaOH  dan  NaHCO 3 yang  paling  banyak menghasilkan  gas  HHO  adalah  NaHCO 3 sebanyak  3  L/m.  Berdasarkan  volume  gas  yang  dihasilkan tersebut,  maka  total  energi  yang  dibutuhkan  untuk  memanaskan  1  Liter  adalah  570.000  Joule. Berdasarkan  hasil  ini  diharapkan  gas  HHO  dapat  menjadi  salah  satu  pilihan  sebagai  sumber  energi alternatif pada kompor gas rumah tangga.
Kata Kunci: Gas HHO, Energi Alternatif, Elektrolisis

## Abstract
Nowadays, concern about future fuel reserves arises from the dominance of petroleum as the world’s primary  energy  source.  Therefore,  research  continues  to  find  alternative  energy  sources  that  can reduce  dependence  on  non-renewable  energy  sources.  In  addition  to  petroleum,  LPG  is  another energy source that would suffer from reduced availability if it continued to be used without alternatives being sought. In Indonesia, LPG gas is widely used as a fuel for household gas stoves. Therefore, this research was conducted to study the potential of HHO gas as an alternative to LPG gas. HHO gas is produced by breaking the hydrogen bond within water molecules (H 2 O) using electrolysis, which can be accelerated by using the catalyst. Among the three kinds of catalysts that are compared, NaOH, KOH, and NaHCO 3 , the result showed that NaHCO 3 was the one that produced the most HHO gas, about 3 L/m. Based on the volume of gas produced, the total energy needed to heat a liter is 570,000 Joules. From this result, the HHO gas was expected to be an alternative energy source that can be used in a gas stove.
Keywords: HHO Gas, Alternative Energy, Electrolysis

## PENDAHULUAN
Saat  ini,  ketergantungan  dunia  pada  bahan  bakar  yang  bersumber  dari  fosil,  yang mana  jumlah  cadangannya  semakin,  terbatas  serta  adanya  dampak  negatif  yang dimunculkannya terhadap lingkungan semakin menjadi perhatian utama. Oleh karena itu, diperlukan alternatif sumber energi yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan untuk mengurangi  emisi  gas  rumah  kaca  dan  mengurangi  dampak  perubahan  iklim.  Energi alternatif semakin penting dalam mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil yang semakin menipis dan berbahaya bagi lingkungan (Akinlabi, 2019). Salah satu bentuk energi alternatif yang menarik perhatian adalah penggunaan gas HHO sebagai sumber energi. Gas HHO adalah campuran gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan melalui elektrolisis air. Metode elektrolisis merupakan salah satu cara untuk memperoleh gas HHO yang ramah lingkungan  dan  mudah  didapat.  Oleh  karena  itu,  penelitian  tentang  produksi  gas  HHO menggunakan metode elektrolisis memiliki potensi untuk menjadi solusi alternatif dalam memenuhi kebutuhan energi yang bersih dan berkelanjutan  (Jain, 2013), (Lee, 2014)
Pemanfaatan  gas  HHO  sebagai  sumber  energi  alternatif  telah  banyak  dilakukan, terutama dalam aplikasinya  dalam  kendaraan  bermotor   (Lee, 2014), (Etsell,  2007),  (Das, 2019). Meskipun demikian, potensi dan peluang pemanfaatan gas HHO di bidang lain juga masih  terbuka  luas.  Salah  satunya  adalah  potensinya  sebagai  alternatif  gas  LPG.  Pada penelitian sebelumnya telah dibuktikan bahwa gas HHO memiliki potensi yang cukup layak untuk  digunakan  sebagai  alternatif  dalam  menggantikan  fungsi  gas  LPG  sebagai  bahan bakar  kompor  gas  rumah  tangga.  Pada  penelitian  itu  dibuktikan  bahwa  dalam  proses
memasak dengan penggabungan gas HHO, dapat mengurangi rata-rata konsumsi gas LPG (Qu, 2019).
Penelitian lainnya menunjukkan bahwa gas HHO dapat digunakan sebagai alternatif gas LPG dalam memasak dengan efisiensi yang baik. Pengujian tersebut menunjukkan gas HHO memiliki kemampuan yang baik dalam memanaskan bahan makanan dengan waktu pemanasan  yang  relatif  cepat.  Selain  itu,  penggunaan  gas  HHO  juga  memberikan keuntungan dalam hal kebersihan dan ramah lingkungan, karena tidak menghasilkan emisi polutan yang signifikan (Ghiffari, 2013).
Studi lainnya melibatkan analisis termodinamika dan eksperimental terkait produksi hidrogen dan oksigen dari air menggunakan generator gas Brown. Studi tersebut menggali potensi  energi  yang  dapat  dihasilkan  oleh  gas  HHO  melalui  metode  elektrolisis.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  metode  elektrolisis  menggunakan  generator  gas  Brown dapat  menghasilkan  gas  HHO  dengan  entalpi  yang  signifikan  sehingga  memperkuat argument bahwa gas HHO memiliki potensi sebagai sumber energi alternatif yang efisien (Manubinuri, 2010).
Meskipun  penelitian  sebelumnya  telah  dilakukan  dalam  analisis  entalpi  gas  HHO, masih terdapat kebutuhan untuk menegetahui perhitungan entalpi yang dihasilkan oleh gas HHO dengan menggunakan metode elektrolisis sebagai sumber utama pembentukan gas HHO. Selain itu, evaluasi terhadap efisiensi energi dari gas HHO yang dihasilkan dan potensi penggunaannya sebagai alternatif sumber energi juga perlu untuk ditindaklanjuti.
Oleh sebab itu penelitian ini melakukan perhitungan entalpi yang dihasilkan oleh gas HHO  yang  dibentuk  melalui  proses  elektrolisis  air.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang potensi energi yang dapat dihasilkan oleh gas HHO, serta mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi entalpi gas HHO.

## METODE PENELITIAN
Metode Elektrolisis
Elektrolisis merupakan salah satu reaksi kimia yang memanfaatkan arus listrik agar proses reaksinya dapat terjadi. Pada prosesnya diperlukan sejumlah larutan elektrolit yang berfungsi  sebagai  katalis  agar  reaksi  elektrolisis  dapat  berlangsung  dengan  lebih  cepat (Chang, 2005), (Das, 2019). Studi sebelumnya menunjukkan bahwa terdapat beberapa jenis larutan  elektrolit  yang  dapat  dijadikan  sebagai  katalis,  diantaranya  NaOH,  KOH,  dan NaHCO 3 (Jain, 2013), (Das, 2019), (Qu, 2019). Pada penelitian ini dilakukan proses elektrolisis pada arus listrik yang  bervariasi dengan kelipatan sepuluh dari 10A hingga  50A. Hal ini bertujuan untuk melihat besaran arus listrik yang dapat menghasilkan gas HHO dengan
jumlah terbanyak. Di samping itu, akan diperoleh pula korelasi antara kenaikan arus listrik terhadap produksi gas HHO.
Setelah jumlah gas HHO yang dihasilkan  diperoleh, kemudian dilakukan pengujian konsumsi  gas  HHO  yang  digunakan  untuk  proses  pematangan  satu  liter  air.  Berikut  ini adalah skema bagaimana proses pengujian ini dilakukan yang ditunjukan pada gambaer berikut ini;
Gambar 1. Rangkaian Pengujain
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa elektrolisis merupakan reaksi kimia yang  membutuhkan  energi  listrik  untuk  memecah  molekul  air.  Oleh  sebab  itu  perlu diketahui kebutuhan daya listrik selama proses elektrolisis berlangsung. Berikut ditunjukkan rumus yang digunakan untuk menghitung daya dibutuhkan adalah  (Lee, 2014) :
P = V x I
dimana:
P  = daya yang dibutuhkan hydronizer (watt)
V  = beda potensial/voltase (Volt)
I = arus listrik (Ampere)
Menetukan katalis KOH, NaOH dan NaHCO3
Kosentrasi  katalis  dalam  larutan  juga  mempengaruhi  gas  yang  dihasilkan  oleh hydronizer, dimana semakin banyak molekul reaktan yang tersedia, maka  kemungkinan terjadinya tumbukan antar reaktan akan semakin besar (Lee, 2014), (Chang, 2005). Hal ini akan meningkatkan kecepatan laju reaksi. Jadi semakin tinggi konsentrasi katalis, maka akan semakin  cepat  pula  daya  hantar  arus  listriknya.  Namun  perlu  diperhatikan  pula  agar kosentrasi katalis tetap optimal dan tidak berlebihan sehingga dapat memastikan reaksi kimia  bisa  berlangsung  dengan  baik  (Jain,  2013).  Konsentrasi  elektrolit  yang  digunakan dalam penelitian ini adalah 0,5M. Besaran konsentrasi ini merupakan konsentrasi optimum yang  dapat menghantarkan arus  listrik dengan  baik  dan stabil  selama  reaksi elektrolisis berlangsung (Jain, 2013) (Qu, 2019). Terdapat tiga jenis zat elektrolit yang digunakan pada
penelitian ini, yaitu; NaOH (Sodium Hidroksida), KOH (Potasium Hidroksida/Soda Api), dan NaHCO 3 (Baking Soda). Ketiga zat ini dipilih dengan beberapa pertimbangan, diantaranya: (a) tingkat kelarutan yang tinggi di dalam air, (b) dapat terurai sempurna membentuk ion- ion bermuatan saat dilarutkan di dalam air, (c) merupakan zat kimia yang dijual bebas di pasaran sehingga dapat diperoleh dengan mudah.
Laju Produksi Gas HHO (massa gas HHO).
Setelah  mengetahui  berapa  daya  yang  digunakan  maka,  persamaan  berikut  dapat digunakan  untuk  menghitung  laju  produksi  gas  HHO  selama  proses  elektrolisis berlangsung [6]:
ḿ = Q x ρ dimana :
ḿ = laju produksi gas HHO (kg/s)
Q  = debit produksi gas HHO (m 3 /s)
Ρ = massa jenis HHO (kg/m 3 )
Data laju produksi gas HHO ini kemudian dapat dijadikan dasar dalam menghitung debit  gas  HHO  selama  proses  reaksi  elektrolisis  berlangsung  menggunakan  persamaan berikut ini (Lee, 2014), (Das, 2019):
Q = V/t
dimana :
V  = Volume gas Terukur (m 3 ) t   = Waktu produksi gas HHO (s)
Perhitungan Entalpi Selama Proses Pematangan Air
Selama berlangsungnya proses elektrolisis, terdapat sejumlah energi yang diterima maupun  dilepaskan  oleh  sistem.  Besaran  energi  ini  perlu  untuk  diketahui  agar  dapat diperhitungkan entalpi selama proses penggunaan gas HHO yang telah dihasilkan sebagai bahan  bakar  dalam  proses  pematangan  air.  Perhitungan  energi  tersebut  dapat menggunakan persamaan Asas Black berikut ini [ (Jain, 2013) (Lee, 2014) (Etsell, 2007) (Das, 2019):
Kesetaraan Kalor yang terjadi:  Energi Lepas (W) = Energi Terima (Q)
Energi Lepas (W) = Energi Terima (Q) + Energi Yang Lepas ke lingkungan (EL)
𝑃  × 𝑡 = (𝑚 𝑎 𝑥 𝑐 𝑎 ) 𝑥 ∆𝑇 + (𝑚 𝑝 𝑥 𝑐 𝑝 )x ∆𝑇 + EL
Dimana:
P  = Daya (Watt)
T  = Waktu (s) m a = Massa Air (gr)
C a = Kalor Jenis Air (kal/gr⁰C)
m p = Massa Panci (gr)
C p = Kalor Jenis Panci (kal/gr⁰C)
ΔT = Perbedaan Suhu (⁰C)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut ini adalah data-data yang didapatkan selama pengujian dimana:
P awal : 1 atm P akhir : 1 atm T awal : 29 ⁰(ruanga) T akhir : 29 ⁰C(ruangan) Massa Air (𝑚 𝑎 ) = 1 liter = 1000 gram
Massa Panci (𝑚 𝑝 )
= 1,315 kg = 1315 gram
Panas Jenis Air (𝑐 𝑎 )
= 1 kal/gr⁰C Panas Jenis Panci (𝑐 𝑝 ) = 0,11kal/gr⁰C Konstanta Gas Universal = 0.08206 L.atm mol.K Energi entalphi HHO ΔH = + 285,84 x 10 3 j mol
Data di atas akan digunakan untuk melihat hubungan antara volume gas HHO yang dihasilkan melalui reaksi elektrolisis dengan variasi jenis larutan elektrolit dan peningkatan arus listriknya. Gas HHO yang dihasilkan akan digunakan untuk memanaskan satu liter air.
Gambar 2. Grafik Perbandingan Peningkatan Arus Listrik Terhadap Volume Gas HHO yang Dihasilkan Pada Beberapa Katalis
Pada Gambar 2 diperlihatkan bagaimana hubungan antara peningkatan arus listrik yang digunakan pada reaksi elektrolisis terhadap volume gas HHO yang dihasilkan saat menggunakan katalis KOH (0,5 M), NaOH (0,5M) dan NaHCO 3 (0,5M)  dengan konsentrasi yang sama. Dari data tersebut terlihat bahwa pada setiap kenaikan arus listrik yang telah diterapkan, terdapat tren positif pada volume gas HHO yang dihasilkan.
Pada gambar 2 juga memperlihatkan bahwa pada kosentrasi yang sama gas HHO yang dihasilkan KOH (0,75 L/m), NaOH (0,65 L/m) dan NaHCO 3 (1,15 L/m) dengan arus listrik sebesar 10A 12V. Begitu juga sebaliknya pada saat dengan arus listrik sebesar 50A 12V gas HHO  yang  dihasilkan  KOH  (1,95  L/m),  NaOH  (1,8  L/m)  dan  NaHCO 3 (3    L/m).  Data  ini mengungkapakan  bahwa  katalis  NaHCO 3 adalah  larutan  elektrolit  yang  dapat memproduksi gas HHO dengan volume paling banyak.
Seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2,  penggunaan  variasi  arus  listrik  juga menunjukkan  bahwa  volume  gas  HHO  yang  dihasilkan  meningkat  saat  arus  listrik  yang diberikan semakin besar. Kondisi terbaik untuk menghasilkan gas HHO pada variasi arus listrik  adalah  ketika  arus  listrik  yang  diberikan  sebesar  50  A.  Ini  menunjukkan  bahwa kecepatan  laju  reaksi  dipengaruhi  oleh  arus  listrik  yang  diberikan,  sehingga  molekul  air dapat membentuk gas HHO dengan lebih cepat.
Analisa Effisiensi Energi untuk Memasak 1 Liter Air Diketahui : 1 Ws = 1 Joule Kesetaraan Kalor yang terjadi:
Energi Lepas (W) = Energi Terima (Q)
Energi Lepas (W) = Energi Terima (Q) + Energi Yang Lepas Kelingkungan (EL)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 1 2 3 4 5 V o lu me G as (L/ m. n o r) Arus LIstrik (A) Grafik Perbandingan Peningkatan Arus Listrik

## Terhadap Volume Gas HHO Pada Beberapa Katalis
KOH 0,5 M NaOH 0,5 M
NaHCO3 0,5 M
𝑃  × 𝑡 = (𝑚 𝑎 𝑥 𝑐 𝑎 ) 𝑥 ∆𝑇 + (𝑚 𝑝 𝑥 𝑐 𝑝 )x ∆𝑇 + EL
600 W x 950s = (1000 gr x 1 kal/gr⁰C + 1315 gr x 0,11 kal/gr⁰C) x (90⁰C - 30⁰C) 570000 Ws = 1144,65kal/⁰C x 60⁰C
570000 Ws = 68679 kal x 4,2 + EL EL = 570000 Ws - 288451,8 Joule
EL = 281548,2 Joule
Dari perhitungan diatas energi yang digunakan untuk memasak satu liter air sebesar 570000 Ws (energi yang dilepaskan), 288451,8 Joule (energi yang diterima) dan 281548,2 Joule (energi yang lepas kelingkungan). Pemanfaatan gas HHO sebagai alternatif bahan bakar gas dapat mengurangi ketergantungan terhadap energi yang bersumber dari bahan bakar fosil. Gas HHO dipilih sebagai alternatif sumber energi didasarkan pada beberapa pertimbangan,  diantaranya;  gas  HHO  lebih  ramah  lingkungan  dan  lebih  mudah direproduksi. Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi energi dengan cara menginjeksikan gas HHO ( Brown gas)  sebagai pengganti LPG pada kompor gas. Pengujian yang  dilakukan  telah  sesuai  dengan  kebutuhan  rumah  tangga  yang  diuji  untuk memanaskan satu liter air, gas HHO ini diharapkan dapat menjadi salah satu sumber energi alternatif dengan biaya produksi yang murah, sehingga dapat digunakan pada kompor gas rumah tangga.

## SIMPULAN
Volume  gas  HHO  yang  diproduksi  melalui  metode  elektrolisis  mengalami peningkatan seiring dengan semakin banyak arus listrik yang diberikan.
1. Besar arus listrik yang digunakan selama pengujian untuk menghasilkan gas HHO sebanyak  3  L/m  adalah  600  Watt,  dimana  besarnya  arus  listrik  yang  digunakan sebesar 50A/12V dan larutan elektrolit yang digunakan yaitu NaHCO 3 .
2. Energi yang digunakan untuk memasak satu liter air sebesar 570000 Ws.

## DAFTAR PUSTAKA
Akinlabi, E. T., Akinlabi, S. A., & Adetunji, O. R. (2019). An overview of the production of HHO gas and its use in internal combustion engines. Journal of Energy Storage, 25,
100843.
Jain, D., Jain, A., Satsangi, P. S., & Agrawal, R. C. (2013). Thermochemical and Experimental Analysis of Hydrogen and Oxygen from Water by Brown's Gas Generator. Journal of Energy, 358172.
Lee, H., Kwon, S., & Park, S. (2014). Performance of a Hydrogen-Oxygen Fuel Cell Using
Hydrogen Generated by Water Electrolysis. Journal of Electrochemical Science and Technology, 5(4), 119-123.
Etsell, T. H. (2007). Measurement of the Enthalpy of Combustion of Hydrogen-Oxygen
Mixtures. Journal of Combustion and Flame, 152(1-2), 169-178.
Das, S., & Haldar, S. (2019). Experimental Investigation of Hydroxy (HHO) Gas as a Cooking Fuel. International  Journal  of  Innovative  Technology  and  Exploring  Engineering (IJITEE), 8(7), 235-239.
Qu, Z., Cao, W., Li, X., & Zheng, G. (2019). Experimental Study on the Energy Characteristics of  HHO-Air  Mixtures  in  a  Cooking  Stove. Journal  of  Energy  Conversion  and Management, 194, 414-423, 2019.
Chang, Raymond., (2005). Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid II. Penerbit Erlangga. Jakarta. 219.
Ghiffari, Y. A. dan Kawano, D. S. (2013). Studi Karakteristik Generator Gas HHO Tipe Dry Cell dan Wet Cell berdimensi 80 x 80 mm dengan Penambahan PWM E-3 FF (1 kHz). Jurnal Teknik POMITS 1(1). 1-6.
Riza, Mukhlissatur. (2009). Pengaruh Kuat Arus Terhadap Produksi gas Hidrogen Melalui Metode Elektrolisis pada Kompor Bahan Bakar Air. Thesis S2 Teknik Mesin UMM. Malang.
Manubinuri,  Sulis.  (2010).  Pengujian  Elektrolisis  Dengan  Variasi  Konsentrasi,  Tegangan, Luasan  Dan  Temperatur  Pada  Sistem  Brown  Gas. Thesis  S2  Teknik  Mesin  ITS, Surabaya.