## Analisis Potensi Hidrogen Air Laut di Banyuwangi Melalui Proses Elektrolisis Sebagai Energi Terbarukan

## Adinda Rahma Huda Firdaus, Sudarti
Universitas Jember;
Email  : arhf11.madinah@gmail.com (A.R.H.F), sudarti.fkip@unej.ac.id (S);
Abstrak :  Ketersediaan  air  di  dunia  yang  sangat  melimpah  dapat  menjadi  salah  satu  solusi  dari berkurangnya  bahan  bakar  fosil  yang  ada,  untuk  itu  pemanfatan  energi  alternatif  sekarang  sedang digalakkan  untuk  menggantikan  ketergantungan  terhadap  energi  fosil  seperti  batu  bara  yang digunakan  sebagai  bahan  bakar  pada  pembangkit  listrik.  Dalam  pemanfaatan  air laut  khususnya  di Banyuwangi,  dengan  potensi  hydrogen  yang  tersedia  dapat  menjadi  sumber  energi  terbarukan dengan  melalui  proses  elektrolisis.  Hidrogen  merupakan  salah  satu  energi  terbarukan  yang mempunyai banyak kelebihan dibanding dengan energi terbarukan lainnya. Salah satu metode yang menjanjikan  untuk  menghasilkan  gas  hidrogen  adalah  dengan  metode  elektrolisis  air  laut  yang sumbernya tidak terbatas. Elektrolisis air adalah peristiwa penguraian senyawa air (H₂O) menjadi gas gas  hidrogen  (H₂)  dan  oksigen  (O₂)  dengan  menggunakan  arus  listrik  yang  melalui  air  tersebut. Artikel  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  potensi  hydrogen  air  laut  di  daerah  Banyuwangi,  dengan melalui proses elektrolisis yang nantinya diharapkan dapat membantu pengembangan sumber energi terbarukan yang ada di Banyuwangi.
Kata Kunci : Potensi Hidrogen Air Laut, Proses Elektrolisis, Energi Terbarukan
Abstract :  The  availability  of  water  in  the  world  which  is  very  abundant  can  be  one  solution  to  the reduction  of  existing  fossil  fuels,  for  that  the  use  of  alternative  energy  is  now  being  promoted  to replace dependence on fossil energy such as coal which is used as fuel in power plants. In the use of sea  water,  especially  in  Banyuwangi,  with  the  potential  of  available  hydrogen,  it  can  be  a  source  of renewable  energy  through  the  electrolysis  process.  Hydrogen  is  a  renewable  energy  that  has  many advantages  compared  to  other  renewable  energy.  One  of  the  promising  methods  for  producing hydrogen gas is the seawater electrolysis method, which has unlimited sources. Electrolysis of water is the  decomposition  of  water  compounds  (H₂O)  into  hydrogen  gas  (H₂)  and  oxygen  (O₂)  by  using  an electric current through the water. This article aims to analyze the hydrogen potential of seawater in the  Banyuwangi  area,  through  an  electrolysis  process  which  is  later  expected  to  help  develop renewable energy sources in Banyuwangi.
Keywords : Seawater Hydrogen Potential, Electrolysis Process, Renewable Energy
Vol. 3, No. 2, pp 173 – 178 doi: 10.14710/jebt.2022.14286

## 1. Pendahuluan
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.  apalagi  dengan  meningkatnya  masalah  dampak  lingkungan  akibat  pembakaran  energi  fosil untuk berbagai kegiatan sosial ekonomi nasional.
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.
Hidrogen  sangat  dimungkinkan  menjadi  alternatif  bahan  bakar  masa  depan.  Proses  produksi hidrogen  dapat  dilakukan  secara  biologi  maupun  secara  kimiawi.  Secara  biologi  (bioteknologi) adalahteknik  pendaya  gunaan  organisme  hidup  atau  bagiannya  untuk  membuat  atau memodifikasisuatu produk dan meningkatkan/ memperbaikisifat organisme untuk penggunaan dan tujuankhusus  seperti  untuk  pangan,  farmasi  dan  energi.  Proses  secara  kimiawi  gas  alam  seperti metana,  propana  atau  etana  direaksikan  dengan  steam  (aup  air)  pada  suhu  tinggi  (700  –  1.000 ° C) dengan  bantuan  katalis,  untuk  menghasilkan  hidrogen,  karbon  dioksidasi  (CO₂)  dan  karbon monoksida (CO), (Djati H. Salimy, 2010).
Gas hidrogen (H₂) dapat diperoleh salah satunya dengan metode elektrolisis air. Pemisahan gas hidrogen  (H₂)  dari  molekul  air  dengan  cara  memasukkan  arus  listrik  dengan  besaran  yang  sesuai sehingga  gas  oksigen  dan  hidrogen  dapat  terpisahkan.  Gas  hidrogen  (H₂)  dapat  diperoleh  salah satunya  dengan  metode  elektrolisis  air.  Pemisahan  gas  hidrogen  (H₂)  dari  molekul  air  dengan  cara memasukkan  arus  listrik  dengan  besaran  yang  sesuai  sehingga  gas  oksigen  dan  hidrogen  dapat terpisahkan.  Air  dapat  berupa  air  tawar  dan  air  asin  (air  laut)  yang  merupakan  bagian  terbesar dibumi  ini.  Di  dalam  lingkungan  alam  proses,  perubahan  wujud,  gerakan  aliran  air  (di  permukaan tanah, di dalam tanah dan di udara) dan jenis air mengikuti suatu siklus keseimbangan dan dikenal dengan istilah siklus hidrologi (Kodoatie dan Sjarief, 2010).
Metode elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen  terpenting  dari  sebuah  elektrolisis  adalah  elektroda  dan  larutan  elektrolit  (martawati, 2014).  Proses  elektrolisis  berjalan  sangat  lambat  sehingga  perlu  diupayakan  cara-cara  untuk meningkatkan  efisiensi  produk,  misalnya  dengan  penambahan  zat  terlarut  yang  bersifat  elektrolit (Isana, 2010). Zat terlarut tersebut misalnya garam.
Sampai  saat  ini  lebih  dari  85%  kebutuhan  hidrogen  dunia  diproduksi  dengan  proses  steam reforming gas alam, yang beroperasi pada temperatur tinggi (800 ° C – 1.000 ° C) dengan sumber energi panas  pembakaran  bahan  bakar  fosil.  Pembakaran  bahan  bakar  fosil  sebagai  sumber  energi  panas, berakibat  pada  tingkat  pemborosan  cadangan  bahan  bakar  fosil  serta  peningkatan  emisi  CO₂  yang cukup  besar.  Substitusi  sumber  energi  panas  dengan  reaktor  nuklir  dapat  mengurangi  laju pengurasan cadangan bahan bakar fosil, sekaligus menurunkan laju emisi CO₂ (Taspika, 2015).
Vol. 3, No. 2, pp 173 – 178 doi: 10.14710/jebt.2022.14286

## 2. Metode/Perancangan Penelitian
Proses pemanfaatan air laut menggunakan elektrolisis sudah  berhasil dilakukan pada  beberapa penelitian  dan  akan  direview  serta  akan  dibandingkan  semua  hasilnya.  Penelitian  ini  akan menggunakan  kajian  literatur  terhadap  hasil-hasil  penelitian  sebelumnya  yang  terkait  dengan produksi hidrogen dari air laut sebagai energi alternatif melalui proses elektrolisis. Hasil penelitian ini akan  dimanfaatkan  oleh  peneliti  untuk  pengembangan  metode  dan  pelaksanaan  penelitian  lebih lanjut  yang  lebih  efektif  dan  efisien  untuk  mengembangkan  potensi  air  laut  sebagai  sumber  energi alternatif untuk memproduksi hidrogen.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Jurnal ini merupakan hasil dari beberapa studi gabungan dan dari data hasil atau studi yang ada, yaitu  penggunaan  air  laut  sebagai  energi  terbarukan  dalam  proses  elektrolisis,  terutama  untuk menghasilkan hydrogen. Menurut (Kuang,2019), Elektrolisis air laut untuk menghasilkan bahan bakar hydrogen  sangat  bermanfaat  untuk  energi  terbarukan.  Dalam  penelitiannya,  ia  menemukan  bahwa anida  yang  terikat  pada  katoda  Ni-NiO-Cr₂O₃  bertahan  selama  600  jam  dengan  elektrolit  1  M  KOH yang  mengandung  2  M  NaCl  konsentrasi  tinggi.  Oleh  karena  itu,  ia  mengatakan  bahwa  elektroda tahan  korosi  dapat  digunakan  sebgai  peluang  memanfaatkan  air  laut  yang  luas  dari  bumi  sebagai energi.
Selain itu, sebuah penelitian (Rahmi, 2019) menemukan bahwa waktu elektrolisis mempengrauhi 99,9  %  produksi  hydrogen  dalam  elektrolisis.  Selain  itu,  produksi hydrogen dapat  dilakukan  pada tegangan  0,096  Volt  dan  penggunaan  katalis  CO₂  dapat  memepercepat.  Produksi hydrogen yang memiliki  keunggulan  elektrolisis  katalis  CO₂  memiliki  prinsip  sederhana  yang  sama  dengan elektrolisis konvensional umum, tetapi dapat menghasilkan gas hydrogen dengan energi lebih sedikit, sehingga biaya produksi lebih rendah.
Kemudian, sebuah penelitian (Fukuzumi, 2017) memperkirakan total energi potensial laut adalah hingga  270  juta  ton  yang  dapat  menghasilkan  energi  panas  38,3  juta  TJ  atau  listrik  897  juta  Gwh. Mengembangkan  elektrolisis  langsung  air  laut  tanpa  pembentukan  klorin  atau  hipoklorit  mungkin dengan kriteria desain umum pada pH>7,5 dalam air laut tegangan lebih <0,48V. Anion Klorida yang terkandung dalam air lait berfungsi sebagai katalis yang mendorong oksidasi air laut. Terbuat dari air laut  dan  udara  dengan  energi  matahari,  telah  digunakan  langsung  sebagai  bahan  bakar  untuk  sel bahan  bakar.  Oleh  karena  itu,  oksigen,  air  laut,  dan  matahari  merupakan  sumber  daya  yang melimpah  untuk  pembangkit  listrik,  yang  dapat  menjadi  alternative  berkelanjutan  dan  bahan  bakar hijau untuk elektronik portable. Mungkin dengan sel bahan bakar dengan struktur satu kompartemen sederhana.  Berdasarkan  studi  ini,  peneliti  diharapkan  lebih  efektif  dan  efisien  dengan  mempelajari pengaruh waktu dan jenis elektroda terhadap hydrogen yang dihasilkan memanfaatkan potensi alam Indonesia. Pada penelitian produksi gas hidrogen dari air laut dengan metode elektrolisis hasil yang didapat pada penelitian dapat dilihat pada tabel 1.
Vol. 3, No. 2, pp 173 – 178 doi: 10.14710/jebt.2022.14286

## Tabel 1.
Produksi Gas Hidrogen dari Air Laut dengan Metode Elektrolisis Run Tegangan (Volt) Waktu (Menit) Elektroda Titanium Elektroda Karbon Temp. ( ° C) Flowrate (cc/min) Volume HClO (ml) Temp. ( ° C) Flowrate (cc/min)
I 5 2 31 0 0 31 8 4 31 0 0 31 7 6 31 0 0 31 8 8 31 0 0 31 9 10 31 0 0 32 9 Rata – Rata 31 0 0 31,2 8,2 II 10 2 31
2 0 32 15 4 31 2 0 32 18 6 32 2 1 32 17 8 33 2 1 32 20 10 33 3 1 32 18 Rata – Rata 32 2,2 0,6 32 17,6
III 15 2 32
8 3 32 66 4 32 20 5 32 70 6 33 66 7 32 84 8 35 75 8 33 69 10 39 87 11 34 75 Rata – Rata 34,2 51,2 6,8 32,6 72,8 IV 20 2 33
82 18 32 127 4 35 114 37 32 138 6 42 130 50 33 135 8 45 122 88 33 168 10 48 128 98 34 174 Rata – Rata 40,6 115,2 58,2 32,8 148,4 V 25 2 34
165 73 34 210 4 38 210 86 35 256 6 46 240 102 36 285 8 54 247 115 40 306 10 58 238 138 42 318 Rata – Rata 46 220 102,8 37,4 275

## 3.1. Pengaruh Waktu Elektrolisis & Tegangan Terhadap Flow Rate Gas Hidrogen
Berdasarkan  data  pada  tabel  1,  maka  dapat  dibuat  grafik  hubungan  waktu  elektrolisis  dan tegangan terhadap flowrat e gas hydrogen yang ditunjukkan pada Gambar 1. Berdasarkan grafik pada Gambar 1, dapat dilihat bahwa waktu elektrolisis memiliki pengaruh yang kecil terhadap pembangkit laju  aliran  gas hydrogen .  Oleh  karena  itu,  dapat  dilihat  bahwa  penguaraian  air  laut  menjadi  gas hydrogen rentan terhadap lamanya elektrolisis. Berdasarkan pengamatan di atas pada tegangan yang diberikan, menghasilkan laju aliran gas hydrogen yang berbeda. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa
Vol. 3, No. 2, pp 173 – 178 doi: 10.14710/jebt.2022.14286
semakin  tinggi  tegangan  yang  diberikan,  semakin  coklat  laju  aliran  gas hydrogen dan  warna  larutan (Ginting, 2010).
Gambar 1. Hubungan Waktu dan Tegangan Terhadap Flow Rate Gas Hidrogen

## 3.2. Pengaruh Waktu Elektrolisis dan Tegangan Terhadap Temperatur
Pengaruh  waktu  dan  tegangan  terhadap  temperatur  yang  di  hasilkan  pada  penelitian elektrolisis dengan elektroda titanium dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Hubungan Waktu dan Tegangan Terhadap Temperatur
Perbandingan suhu reaksi berbanding lurus dengan durasi elektrolisis dan besarnya tegangan yang  diberikan  ke  elektroda.  Semakin  lama  energi  listrik  diberikan,  semakin  banyak  energi  listrik yang  diubah  menjadi  energi  panas  dan  diserap  oleh  larutan  elektrolit.  Semakin  lama  energi  listrik diberikan, semakin banyak energi listrik yang diubah menjadi energi panas dan diserap oleh elektrolit (Ginting, 2010).
Vol. 3, No. 2, pp 173 – 178 doi: 10.14710/jebt.2022.14286

## 4. Kesimpulan dan Saran
Proses  elektrolisis  adalah  salah  satu  proses  yang  paling  sederhana  dan  menjanjikan  untuk mengubah air laut menjadi hidrogen. Dimana energi hidrogen dari air laut yang diproduksi melalui proses  elektrolisis  bisa  menjadi  salah  satu  dari  pilihan  energi  baru  bagi  manusia  dikarenakan hidrogen dari air laut bisa diproduksi dengan biaya yang cukup ringan karena oksigen, air laut, dan sinar  matahari  adalah  sumber  daya  yang  melimpah  serta  ramah  lingkungan  yang  memungkinkan hidrogen bisa menjadi pengganti energi fosil dibumi. Berdasarkan hasil penelitian Produksi hidrogen dari  air  laut  dengan  proses  elektrolisis,  tegangan  (volt)  memiliki  peran  yang  sangat  berpengaruh terhadap flow rate gas hydrogen yang terbentuk.

## Daftar Pustaka
Brady, J.E. 1999. General Chemistry Principles and structure . Jakarta: Binarupa Aksara.3
Djati  H.  Salimy,  (2010).  Produksi  Hidrogen  Proses Steam  Reforming  Dimethyl  Ether (DME) Dengan Reaktor Nuklir Temperatur Rendah. Pusat Pengembangan Energi Nuklir (PPEN) Batan.
Ginting, A. H. (2010). Simulasi Sistem Kontrol Klorinasi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Sebalang Unit 5 & 6 Lampung Selatan. Journal of Chemical Engineering, 2(3), 6.
H.  I.  Rahmi,(2019)  “Desain  Sistem  Reaktor  dan  Pengukuran  H₂  Berbasis  Elektrolisis  dengan Katalis CO₂,” Universitas Negeri Jakarta, Jakarta.
K. Yun et al., “ Solar-driven, highly sustained splitting of seawater ,” PNAS, pp. 6624-6629, 2019.
Martawati, M. E., 2014 Sistem Elektrolisis Air sebagai Bahan Bakar Alternatif pada Kendaraan, Jurnal Eltek, 12 (1):93-104.
Romdhani, 2017. Elektrokimia (vol 3). Universitas Gunadarma, Depok. S. Fukuzumi, Y. M. Lee & W. Nam, (2017) “ Fuel Production from Seawater and Fuel Cells Using ,” Chemsuschem, pp. 4264-4276.
Taspika, A. M. (2015). Pembuatan Elektroda Kapasitor Karbon Berpori Dari Tempurung Kemiri (Aleurites Moluccana) Sebagai  Sistem Capacitive Deionization . Journal of Chemical Engineering, 13(1), 8.