Perpustakaan Digital ITB

Produksi hidrogen melalui elektrolisis menggunakan energi matahari dapat menjadi salah satu metode yang efektif untuk mengatasi masalah lingkungan akibat penggunaan fossil fuel tetapi masih terkendala oleh ketidakstabilan penyinaran matahari. Penggunaan sumber listrik lain seperti listrik konvensional sebagai komplementer dapat mengatasi ketidakstabilan suplai energi untuk produksi hidrogen tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja sistem elektrolisis air dan kondisi optimum operasi, serta produksi hidrogen menggunakan photovoltaic dan listrik konvensional sebagai sumber listrik. Elektrolisis air dilakukan dengan elektrolit larutan KOH 3 M dalam sel elektrolisis double chamber. Jenis elektroda divariasikan antara nikel dan SS (stainless steel) dengan variasi bentuk spiral wire dan mesh. Kondisi elektrolit dibandingkan pada beberapa laju alir 0; 3,72; dan 10 mL/s. Elektrolisis air menggunakan energi matahari dilakukan pada pukul 09.00 hingga 16.00 dengan panel surya kapasitas 100 Wp, sedangkan panel surya yang digunakan untuk sistem energi hybrid berkapasitas 1000 Wp. Kinerja elektrolisis dianalisis dengan mengukur volume hidrogen terbentuk, rapat energi yang dibutuhkan, serta efisiensi arus elektrolisis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum elektrolisis air dari larutan KOH 3 M menggunakan sumber listrik konvensional pada tegangan kerja 2,6 V, tercapai dengan elektroda nikel mesh dan laju alir elektrolit 3,72 mL/s, mampu menghasilkan 140 mL hidrogen dengan efisiensi arus 70,5% dan kebutuhan energi listrik 25,9 kJ/L. . Elektrolisis air menggunakan photovoltaic menghasilkan 5,625 L hidrogen dengan penyinaran yang stabil antara jam 09.00 – 15.00, tegangan 1,98 – 15,0 V, arus 0,05 – 3,13 A, dan efisiensi 71,8%. Penggunaan sistem hybrid dapat menstabilkan produksi hidrogen untuk elektrolisis pada tegangan 15 V selama 7 jam, menggunakan energi listrik PLN sebesar 581,08 kJ (lebih hemat 81,64%), menghasilkan 6,6 L hidrogen dengan efisiensi arus 60,69% serta efisiensi konversi listrik sebesar 38,9%.