Perpustakaan Digital ITB

Menghadapi tantangan ganda perubahan iklim dan pengelolaan limbah, penelitian ini menginvestigasi produksi hidrogen sebagai pembawa energi bersih melalui hidrolisis limbah kaleng aluminium dalam larutan alkali Natrium Hidroksida (NaOH). Latar belakang penelitian ini adalah urgensi untuk mengembangkan teknologi produksi hidrogen yang efisien dan berkelanjutan sebagai alternatif metode konvensional berbasis bahan bakar fosil. Pemanfaatan limbah kaleng aluminium tidak hanya menawarkan jalur produksi energi yang ramah lingkungan, tetapi juga mendukung prinsip ekonomi sirkular dengan mengubah limbah menjadi produk bernilai tambah. Namun, implementasi metode ini dihadapkan pada masalah efisiensi yang sangat dipengaruhi oleh interaksi kompleks antara berbagai parameter proses. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk menentukan kondisi operasional terbaik dari parameter proses suhu reaksi, konsentrasi NaOH, volume larutan, dan ukuran partikel aluminium guna memaksimalkan volume dan efisiensi produksi hidrogen. Pendekatan eksperimental sistematis diterapkan dengan menggunakan desain matriks Taguchi orthogonal array L9 untuk menganalisis pengaruh empat faktor pada tiga level variasi: suhu (30°C, 50°C, 70°C), konsentrasi NaOH (0,25 M, 0,5 M, 1 M), volume larutan (25 mL, 50 mL, 100 mL), dan ukuran partikel aluminium (3 mm, 6 mm, 8 mm). Reaksi hidrolisis dilakukan dalam reaktor laboratorium tertutup yang terkontrol, dan volume gas produk reaksi diukur secara presisi menggunakan metode water displacement. Analysis of Variance (ANOVA) digunakan untuk mengkuantifikasi kontribusi statistik setiap faktor terhadap variasi hasil, sementara Gas Chromatography (GC) digunakan untuk memvalidasi kemurnian produk gas. Hasil analisis ANOVA menunjukkan bahwa konsentrasi larutan NaOH merupakan faktor dengan kontribusi yang paling dominan sebesar 52,29%. Suhu reaksi menjadi faktor paling berpengaruh kedua dengan kontribusi 29,94%, diikuti oleh volume larutan sebesar 17,04%. Ukuran partikel aluminium menunjukkan kontribusi paling kecil, yaitu hanya 0,73%. Melalui analisis rasio Signal-to-Noise (S/N) dengan pendekatan larger the better, kondisi proses optimal untuk memaksimalkan produksi hidrogen berhasil diidentifikasi pada suhu 70°C,ii konsentrasi NaOH 1 M, volume larutan 100 mL, dan ukuran partikel 8 mm. Analisis GC mengonfirmasi bahwa hidrogen (H?) adalah produk gas dominan, dan ditemukan korelasi positif yang kuat antara konsentrasi NaOH dan kemurnian hidrogen; kemurnian tertinggi sebesar 89,131% dicapai pada konsentrasi NaOH 1 M. Kajian hasil penelitian menunjukkan pencapaian yield hidrogen yang sangat tinggi pada kondisi optimal, yaitu mencapai efisiensi 99,43%. Jika dibandingkan dengan penelitian sejenis yang menggunakan paduan aluminium komersial standar, efisiensi ini secara signifikan lebih unggul. Meskipun sudah ada beberapa penelitian mengenai produksi hidrogen dari limbah kaleng aluminium, namun belum ada publikasi yang menampilkan nilai kontribusi faktor yang mempengaruhi proses dengan menggunakan desain Taguchi dan ANOVA. Dengan demikian, penelitian ini memberikan kontribusi penting untuk pengembangan awal produksi hidrogen dengan metode hidrolisis yang ramah lingkungan dan juga jadi solusi pengelolaan limbah kaleng minuman.