Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mengkaji pengaruh variasi komposisi umpan dan parameter operasi terhadap kinerja elektrolisis larutan dalam menghasilkan gas hidrogen (H2), gas klorin (Cl2), dan larutan hidroksida. Tiga jenis umpan (Umpan-1: NaCl + KCl, Umpan-2: NaCl + KCl + Na2SO4, Feed-3: NaCl + KCl + Na2SO4+ NaHCO3) digunakan dalam sistem elektroliser dengan tegangan sel bervariasi antara 2,5 hingga 5,0 V serta laju alir 30 sampai 50 mL/menit. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa tegangan sel berperan signifikan dalam menentukan laju produksi gas, dengan laju produksi gas H2 meningkat dari 60–110 mL/jam pada 2,5 V menjadi 910–984 mL/jam pada 5,0 V dalam ketiga variasi umpan. Produksi Cl2 juga mengalami peningkatan serupa, dari 3,2–32,8 mL/jam menjadi 140,4-482,9 mL/jam. Umpan-3 menghasilkan laju produksi tertinggi untuk kedua gas tersebut, meskipun disertai pembentukan CO2 sebagai produk samping. Konsentrasi larutan hidroksida mengalami peningkatan dari nilai 0,1 M menjadi 0,106–0,161 M, dengan laju peningkatan tertinggi tercatat pada Umpan-1 dan Umpan-2. Tegangan sel menunjukkan korelasi linier terhadap arus, laju produksi gas, dan konsumsi energi spesifik, dengan nilai energi minimum untuk produksi Cl2 sebesar 6,33 kWh/kg dan untuk H2 sebesar 65,56 kWh/kg pada 2,5 V. Efisiensi faradaik gas H2 berada dalam rentang 75,16–98,22%, sedangkan Cl2 dalam rentang 3,46–47,79%. Spektroskopi UV-Vis menunjukkan bahwa Feed-1 dan Umpan-2 membentuk spesies samping seperti HClO, ClO?, dan Cl2 terlarut, sementara Feed-3 menurunkan kecenderungan pembentukan spesies tersebut. Laju alir elektrolit tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap produksi gas. Optimasi parameter operasi dilakukan dengan memertimbangkan harga jual produk dan biaya listrik. Didapatkan bahwa penjualan larutan hidroksida memberikan kontribusi terbesar terhadap pendapatan proses, Berdasarkan proses optimasi tersebut didapat parameter operasi optimum untuk memaksimalkan pendapatan adalah pada tegangan sel 5 V, laju alir 30 mL/menit, dan komposisi yang mengandung NaHCO3.