Kompetisi Artikel Online: Pemanfaatan Hidrogen dari Elektrolisis Air Sebagai Energi Alternatif Pada Kompor Skala Rumah Tangga

Pemanfaatan Hidrogen dari Elektrolisis Air Sebagai Energi Alternatif Pada Kompor Skala Rumah Tangga

Ringkasan:

Sumber energy seperti minyak bumi dan gas alam merupakan kebutuhan vital bagi manusia. Hal ini dikarenakan banyak peralatan yang penggunanya tergantung pada keberadaan sumber energy tersebut seperti mobil, motor, truk, bis, kompor, pembangkit listrik, dan lain-lain. Kebutuhan akan sumber daya alam tersebut akan terus mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya populasi umat manusia, sedangkan minyak bumi dan gas alam merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Untuk itu diperlukan suatu inovasi dengan memanfaatkan energy alternatif(renewable energy) sebagai bahan bakar. Salah satu langkah yang dapat ditempuh adalah dengan memanfaatkan hidrogen yang berasal dari proses elektrolisisair sebagai bahan bakar. Dalam hal ini akan diaplikasikan sebagai bahan bakar kompor pada skala rumah tangga.

Pendahuluan

            Seiring bertambahnya populasi manusia di muka bumi ini mengakibatkan konsumsi manusia terhadap sumber daya alam seperti minyak bumi dan gas alam meningkat. Semakin banyak manusia mengkonsumsi minyak bumi dan gas alam maka semakin sedikit jumlah sumber daya alam tersebut karena sumber daya tersebut merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Kelangkaan sumber daya alam tersebut akan menyebabkan harganya semakin meningkat, sehingga akan berdampak pula pada kenaikan harga barang yang pendistribusianya memanfaatkan sumber daya alam tersebut. Namun kenaikan harga barang-barang tersebut tidak diiringi dengan peningkatan pendapatan rakyat, sehingga yang terjadi adalah rakyat semakin menderita akibat kenaikan harga bahan bakar. Hal ini merupakan sebuah ironi dari sebuah negri yang memiliki tambang minyak bumi maupun gas alam yang melimpah, namun di dalamnya terjadi krisis energi.

Selama ini kebijakan pengelolaan tambang minyak bumi dan gas alam di Indonesia banyak menguntungkan pihak asing dan merugikan negara. Salah satu kebijakan pemerintah yang cenderung memihak asing ditunjukkan dari keputusan pemerintah dalam UU No. 22 Tahun 2001 yang antara lain mengatur pengelolaan minyak dan gas bumi oleh BP Migas. Keberadaan undang-undang tersebut mengakibatkan Indonesia hanya menjual minyak mentah kemudian diolah di luar negeri. Apabila Indonesia dapat mengolah minyak sendiri dan mengekspornya, maka setiap ada kenaikan harga minyak dunia Indonesia tidak akan mengalami kegoncangan seperti yang terjadi akhir-akhir ini.Hal senada juga diungkapkan KH Hasyim Muzadi, mantan Ketua Umum PBNU. Beliau mengungkapkan,“Karena UU No. 22 Tahun 2001 tidak memungkinkan negara mengolah minyak mentahnya sendiri di dalam negeri, kemudian mengekspornya ke luar negeri”(jakartagreater.com:2012).

Untuk mengatasi krisis bahan bakar di Indonesia tentunya harus ada solusi. Kita tidak boleh hanya menunggu dan bergantung pada pemerintah yang selama ini lebih memihak kepada kepentingan asing. Untuk itu harus ada suatu inovasi energy alternatif yang dapat diterapkan di masyarakat, sehingga masayrakat tidak hanya bergantung pada bahan bakar konvensional (minyakdan gas bumi). Salah satu langkah yang dapat ditempuh adalah dengan memanfaatkan hidrogen yang berasaldari proses elektrolisis air sebagai bahan bakar, mengingat air merupakan sumber daya alam yang melimpah. Dalam hal ini akan diaplikasikan sebagai bahan bakar kompor pada skala rumah tangga.

Mengenal Elektrolisis

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(wikipedia.org).

Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

2H2O(l) --> 2H2(g) + O2(g)              deltaG = 474,4 kJ

Melalui elektrolisis ini, listrik dapat digunakan untuk memecah senyawa air menjadi dua unsur penyusunnya, yakni gas hidrogen dan oksigen. Reaksi ini dapat dibuat terjadi di dalam suatu sel. Sek elektrolitik ini terdiri atas sepasang elektroda yang terbuat dari logam nonreaktif seperti platina dan karbon. Ketika elektroda-elektrodanya dihubungkan ke baterai, tidak terjadi sesuatu karena tidak cukup ion dalam air murni untuk membawa arus listrik. Ingat bahwa pada 25 ̊ C, air murni hanya memiliki 1 x 10^-7 M  ion H⁺ dan 1 x 10^-7 M ion OH^-. Sebaliknya, reaksi terjadi dengan mudah dalam larutan H2SO4 0,1 M sebab terdapat cukup ion untuk penghantar listrik.

Di luar negri prinsip elektrolisis telah banyak dimanfaatkan sebagai bahan bakar kendaraan,  mengingat hidrogen adalah sumber bahan bakar yang diunggulkan karena menghasilkan emisi yang tidakmencemarilingkungan. Sejumlah produsen otomotif misalnya Honda, BMW, Audi, VW, Toyota dan Mercedes telah mengeluarkan seri-seri mobil mereka berbahan bakar hidrogen ini(smache.blogspot.com).

Aspek yang Perlu Dipertimbangkan

Proses elektrolisis dapat digunakan untuk menghasilkan sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan dan bahkan telah banyak di luar negri telah banyak dimanfaatkan. Namun, dalam penerapanya sebagai kompor skala rumah tangga kita memang harus memperhatikan beberapa aspek berikut.

1.      Efisiensi Elektrolisis Air

Mengenai efisiensi elektrolisis ini diantaranya akan timbul dua pertanyaan, yaitu bagaimana dengan efisiensi prosesnya dan apakah energi yang  dimiliki oleh hidrogen yang dihasilkan sudah lebih besar daripada energi listrik  yang dibutuhkan untuk meng-generate hidrogen dari proses elektrolisis itu  sendiri.

Untuk mengoptimalkan listrik, dapat dilakukan dengan penambahan katalis seperti KOH atau H₂SO₄. Katalisator misalnya KOH, H2SO4 dan lain-lain berfungsi mempermudah proses penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion katalisator mampu mempengaruhi kesetabilan molekul air menjadi menjadi ion H dan OH yang lebih mudah di elektrolisis. Dengan kata lain energi untuk menguraikan air menjadi lebih rendah. Tampak pada grafik dibawah ini bahwa konduktifitas listrik dapat dipengaruhi oleh konsentrasi suatu zat.

Gambar 1. hubungan konsentrasi katalis KOH dan konduktifitas listrik (Pyle dkk.)

2.      Aspek Technological Risk

Mengenai aspek technological risk atau aspek keselamatan ini merupakan aspek yang sangat penting untuk diperhatikan. Karena keselamatan merupakan hal yang harus diutamakan. Gas hydrogen merupakan gas yang reaktif dan untuk menimbun atau menyimpanya diperlikan pengamanan yang ketat. Apabila tidak benar-benar aman, maka sedikit saja sulutan dari luar akan menyebkan terjadinya ledakan. Tentunya hal seperti itu tidak boleh terjadi, karena apabila sampai terjadi ledakan akan menimbulkan ledakan yang cukup besar dan kerugianyapun juga besar.

Oleh karena itu, langkah pencegahan yang paling efektif dan efisien adalah dengan tidak mengakumulasikan gas hydrogen tersebut sehingga menghilangkan resiko meledak. Dengan kata lain, alat tersebut harus memiliki system bahwa gas hydrogen yang terbentuk dari proses elektrolisis langsung dibakar. Sehingga tidak diperlukan penampung gas hasil elektrolisis karena saat itu juga gas tersebut langsung digunakan sebagai bahan bakar. Sehingga resiko terjadinya ledakan dapat dihilangkan.

Daftar Pustaka          :

1.      Chang, Raymond.2003.Kimia Dasar: Konsp-konsep Inti Edisi 3.Jakarta:Penerbit Erlangga.

2.      http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis_air#cite_note-1(Diakses: 28 April 2013)

3.      http://smache.blogspot.com/2010/10/elektrolisis-air.html)(Diakses: 28 April 2013)

4.      http://jakartagreater.com/2012/11/bp-migas-dan-ironi-minyak-indonesia/(Diakses: 27 April 2013)