HYDROGEN STORAGE

PERCOBAAN II

HYDROGEN STORAGE

Hari/Tanggal : Kamis, 19 September 2013

PENDAHULUAN

I. Latar Belakang

Menipisnya bahan bakar fosil dan berbagai isu global membuat manusia terdesak untuk mencari alternatif bahan bakar untuk masa depan, salah satu jawabannya adalah hidrogen. Penggunaan gas hidrogen untuk bahan bakar mobil telah menjadi alternatif bahan bakar yang penggunaannya semakin meningkat, hal ini disebabkan dengan mengggunakan gas hidrogen maka gas buang yang dihasilkan tidak mencemari lingkungan karena yang keluar hanya uap air. Akan tetapi salah satu kendala yang dihadapi adalah kurangnya sumber gas hidrogen yang murah dan mudah diperbaharui.

Beberapa peneliti mengatakan bahwa kendaraan bermotor yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar jauh lebih aman ketika bertabrakan jika dibandingkan dengan kendaraan yang menggunakan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi. Hal ini disebabkan hidrogen mudah menguap jika berada ditempat terbuka. Asalkan tidak ada komponen dari segitiga api, ledakan maupun kebakaran tidak akan terjadi.
Hidrogen adalah elemen paling berlimpah dan paling sederhana di dunia. Pada suhu dan tekanan permukaan bumi, hidrogen tidak berwarna. Bagaimanapun, hidrogen jarang ditemukan sendiri di alam. Biasanya terikat dengan elemen lain. Atmosfer kita sekarang mempunyai presentase yang kecil untk hidrogen. Hidrogen terkunci dalam jumlah besar di air (H₂O), hidrocarbon (seperti methana, CH₄), dsb. Memproduksi hydrogen untuk menjadi bahan bakar dari komponen tersebut secara efisien dan ramah lingkungan menjadi tantangan yang besar pada hari ini.

II. Rumusan Masalah

∴ Mengetahui bagaimana cara sintesis Hidrogren

∴ Mengetahui reaksi apa yang terjadi pada sintesis Hidrogen

∴ Mempelajari penggunaan gas hidrogen sebagai fuel cell

III. Tujuan Praktikum

∴ Untuk mengetahui dan mengidentifikasi pembentukan gas hidrogen

∴ Mengamati kemampuan gas hidrogen untuk dapat menghantarkan arus listrik

IV. Tinjauan Pustaka
Hidrogen merupakan unsur yang paling ringan dan paling sederhana karena mengandung 1 proton dan 1 elektron. Dalam keadaan bebasnya berbentuk molekul gas diatomik, yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak dapat dirasakan. Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia sehingga jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebasnya. Di alam, hidrogen terdapat dalam bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti dalam air, hidrogen berikatan dengan oksigen atau dengan karbon dalam metana. Untuk dapat memanfaatkannya, hidrogen harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya.

Hidrogen berasal dari bahasa latin yaitu hydrogenium adalah unsur kimia pada tabel periodik yang memiliki simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di dunia. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai secara alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat dihasilkan dari air melalui proses elektrolisis, namun proses ini secara komersial lebih mahal daripada produksi hidrogen dari gas alam.

Hidrogen atau H₂ mempunyai kandungan energi per satuan berat tertinggi, dibandingkan dengan bahan bakar manapun. Kelarutan dan karakteristik hidrogen dengan berbagai macam logam merupakan subjek yang sangat penting dalam bidang metalurgi dan dalam riset pengembangan cara yang aman untuk menyimpan hidrogen yaitu digunakan sebagai bahan bakar. Kelarutan hidrogen dalam logam disebabkan oleh distorsi setempat ataupun ketidakmurnian dalam ke kisi hablur logam. Hidrogen bereaksi secara langsung dengan unsur – unsur oksidator lainnya.

Penggunaan hidrogen sebagai energi alternatif memiliki banyak keunggulan. Ketika terbakar, hidrogen melepaskan energi berupa panas dan menghasilkan air sebagai bahan buangan (2 H₂ + O₂ —> 2 H₂O), sama sekali tidak mengeluarkan karbon. Penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar sangat membantu mengurangi polusi CO₂ dan juga CO sehingga sekaligus mengurangi efek rumah kaca (meskipun pembakaran hidrogen juga menghasilkan polutan berupa NO₂ dalam jumlah kecil). Keunggulan lain dari Hidrogen adalah jumlahnya di alam ini sangat melimpah, 93 % dari seluruh atom yang ada di jagat raya ini adalah Hidrogen, unsur yang paling sederhana dari semua unsur yang ada di alam ini . Tiga perempat dari massa jagat raya ini adalah Hidrogen. Di bumi sendiri bentuk hidrogen yang paling umum kita kenal adalah air (H₂O).

Hanya, meskipun memiliki banyak keunggulan dibanding bahan bakar lain, hidrogen juga memiliki kelemahan. Kelemahan Hidrogen (H₂) ini sebagai bahan bakar adalah sifatnya sebagai sumber energi yang tidak bersifat langsung (primer) sebagaimana halnya gas alam, minyak atau batubara. Hidrogen adalah energi turunan (sekunder) sebagaimana halnya listrik yang tidak bisa didapat langsung dari alam, melainkan harus diproduksi dengan menggunakan sumber energi lain seperti gas alam, minyak, batu bara, nuklir, energi matahari dan berbagai sumber energi lainnya.

Aluminium termasuk unsur yang banyak terdapat di kulit bumi. Umumnya aluminium ditemukan bergabung dengan silikon dan oksigen, seperti dalam alumininosilikat, yang terdapat dalam karang sebagai granit dan tanah liat. Logam aluminium berwarna putih, mengkilat, mempunyai titik leleh tinggi yaitu sekitar 660°C, moderat lunak dan lembek lemah jika dalam keadaan murni, tetapi menjadi keras dan lunak jika dibuat paduan dengan logam-logam lain. Densitasnya sangat ringan sebesar 2,73 g/cm³. aluminium merupakan konduktor panas dan konduktor listrik yang baik, namun sifat ini lebih rendah dibandingkan dengan sifat konduktor tembaga. Atas dasar sifat-sifat tersebut, logam aluminium sangat banyak manfaatnya. Dalam industri rumah tangga, misalnya untuk peralatan masak/dapur, dalam induustri makanan misalnya untuk pembungkus makanan, kaleng minuman, pembugkus pasta gigi dan lain sebagainya. Reaksi alumunium dengan basa menghasilkan gas hidrogen. Alumunium dapat menunjukkan sifat asamnya jika direaksikan dengan basa seperti larutan NaOH.

2 Al _(s) + OH^- _(aq) + 6 H₂O _(l) → 2 [Al(OH)₄]^- _(aq) +3 H_{2 (g)}

V. Alat dan Bahan

· Alat

1. Membran fuell cell

2. Botol bekas

3. Pompa

4. Balon

5. Neraca analitik

6. Gelas beaker

7. Selang

· Bahan

1. NaOH

2. Alumunium foil

3. Air

VI. Cara Kerja

1. Melubangi tutup botol lalu dipasang baut untuk dihubungkan dengan selang, kemudian selang dihubungkan dengan botol bekas minuman.

2. Memasang balon pada tutup botol yang sudah terhubung dengan selang.

3. Mengisi gelas beaker dengan air sampai setengahnya.

4. Mengisi botol bekas dengan larutan NaOH ± 35 mL, lalu dimasukan kedalam gelas beaker yang berisi air.

5. Memasukkan limbah 0,8 gram alumunium foil yang sudah diremas-remas ke dalam botol.

6. Mengamati reaksi yang terjadi pada balon, jika reaksi sudah selesai tutup kran pompa dan hubungkan pada membran

7. Mengamati energi yang terjadi.

VII. Data Pengamatan

Reaktor berfungsi dengan baik, gas H₂ dapat ditampung dalam balon dan berhasil dihubungkan dengan membran. Pengamatan sebagai berikut.

IX. Pembahasan

Fuel cell adalah suatu konverter dari energi kimia menjadi energi listrik dengan memanfaatkan kecenderungan hidrogen dan oksigen untuk bereaksi dimana operasi jangka panjangnya dapat terus menerus terjadi selama bahan bakarnya dapat terus disuplai yaitu hidrogen dan oksigen. Gas hidrogen dan oksigen secara elektrokimia dikonvert menjadi air.

Hidrogen dapat dibuat atau diperoleh dengan mereaksikan logam-logam dengan asam kuat yang dapat berupa H₂SO₄ dan dengan logam aluminium yang direaksikan dengan basa kuat berupa NaOH. Pada praktikum kali ini, pembuatan gas hydrogen dilakukan dengan menggunakan NaOH dan limbah alumunium foil, dimana NaOH bertindak sebagai katalis yang mempercepat reaksi. Aluminium merupakan logam yang berwarna putih abu-abu (silver) yang melebur pada 659^oC, dan bila terkena udara akan teroksidasi pada permukaannya. Pembentukan hidrogen ini terjadi menurut persamaan :

Pada saat alumunium foil 0.8 gram dimasukan kedalam botol yang berisi 35 mL NaOH 1 M terjadi gelembung-gelembung pada alumunium foil, selanjutnya lubang botol ditutup dengan balon, sehingga gas hydrogen yang diperoleh dari reaksi tersebut tertampung di dalam balon. Untuk mengidentifikasi dan memastikan telah dihasilkan hidrogen dalam reaksi yaitu dengan mengujicobakannya pada sebuah reaktor dengan menghubungkan balon(tampungan gas hidrogen) dengan membran pada reaktor.

Pada percobaan ini menghasilkan hasil yang memuaskan yaitu kipas pada membran dapat berputar, begitupun lampu pada membran dapat menyala dengan baik dengan voltase sebesar 645 V. Hal ini membuktikan bahwa hidrogen dapat dijadikan sebagai sumber pembangkit listrik yang baik karena limbah yang dihasilkan hanya berupa air.

X. Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa hidrogen dapat dijadikan sumber pembangkit listrik dan gas hidrogen dapat dihasilkan dari reaksi antara larutan NaOH dengan aluminium foil.

XI. Daftar Pustaka

http://energisiana.wordpress.com/ekonomi-hidrogen/ (diakses pada Rabu, 25 September 2013 pukul 21.00 WIB )

http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/03/cara-kerja-dan-aplikasi-sel-bahan-bakar-hidrogen-bahan-prinsip-contoh.html (diakses pada Rabu, 25 September 2013 pukul 21.00 WIB )

http://senyumsimetri.blogspot.com/2012/12/perkembangan-produksi-hydrogen-fuel.html (diakses pada Rabu, 25 September 2013 pukul 21.00 WIB )

XII. Lampiran

- Video reaksi alumunium foil dengan NaOH