Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAKGas hidrogen banyak diperoleh dari proses elektrolisis yang memerlukan energi listrikyang besar. Elektrolisis plasma adalah teknologi baru dalam meningkatkan produktifitashidrogen sekaligus menekan kebutuhan listrik. Penelitian ini dilakukan untuk mengujiefektivitas proses elektrolisis plasma dengan penambahan aditif (larutan metanol danetanol) yang dinyatakan sebagai jumlah produk hidrogen per satuan energi listrik yangdikonsumsi dengan memvariasikan temperatur, tegangan listrik dan konsentrasi larutanKOH. Efektivitas proses ini dibandingkan dengan efektivitas elektrolisis Faraday danelektrolisis plasma tanpa penambahan aditif. Hasil percobaan menunjukkan kenaikankonsentrasi KOH dan tegangan listrik menyebabkan kenaikan jumlah produk hidrogen.Proses elektrolisis plasma pada penelitian ini dapat meningkatkan efektivitas proseshingga 5 kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan elektrolisis plasma tanpapenambahan aditif.

---

ABSTRACTHydrogen is commonly produced by electrolysis which consumes a great deal of energy.Plasma electrolysis is a new technology that can increases hydrogen productivity whilelowering electrical energy needs. This research aimed to test the effectiveness of theplasma electrolysis process with methanol and ethanol addition which is expressed as thenumber of products of hydrogen per unit of electrical energy consumed by investigatedtemperature, electrical voltage and the concentration of KOH solution. Then, theeffectiveness of this process compared with the effectiveness of electrolysis Faraday.Results showed an increase of KOH concentration and the voltage causes an increase inthe hydrogen product. Plasma electrolysis process in this research can improve theeffectiveness of processes to 5 fold higher compared plasma electrolysis withoutmethanol and ethanol addition."

"Produksi hidrogen menggunakan proses elektrolisis plasma sangat potensial untuk dikembangkan karena dapat menjadi alternatif yang praktis demi memenuhi kebutuhan sumber energi. Elektrolisis plasma dapat meningkatkan laju produksi dan efisiensi energi elektrolisis Faraday. Modifikasi reaktor kompartemen ganda dilakukan untuk mencapai kondisi proses pada tegangan listrik yang tinggi namun menekan arus yang mengalir pada sistem sehingga konsumsi energi menjadi rendah. Penelitian ini dilakukan untuk melihat pengaruh tegangan, konsentrasi KOH, penambahan aditif etanol, kedalaman katoda, dan suhu operasi terhadap laju produksi, konsumsi energi, dan efisiensi proses. Produksi hidrogen terbaik diperoleh sebesar 26,50 mmol/menit dengan konsumsi energi sebesar 1,71 kJ/mmol H2. Peningkatan efisiensi terhadap proses elektrolisis mencapai 90 kali lebih besar.

---

Hydrogen production by plasma electrolysis is potential to be developed for fulfilling alternative energy needs. Plasma Electrolysis can increase the rate of production and energy efficiency of electrolysis. Double compartment modification reactor is designed to achieve the high electrical voltage and reduce the energy consumption. This research was carried for determining the effect of voltage, KOH concentration, addition of ethanol and temperature in hydrogen production, energy consumption, and process efficiency.The highest hydrogen production obtained is 26,50 mmol / min with 1,71 kJ / mmol H2. This experiment can reach up 90 times hydrogen production compared to electrolysis process."

"Gas hidrogen merupakan bahan bakar hijau yang ramah lingkungan karena proses pembakarannya yang tidak menghasilkan gas karbon dioksida (CO2). Di sisi lain, kebutuhan oksigen untuk menangani pasien khusus harus tersedia secara instan. Ketersediaan gas hidrogen harus diproduksi dengan teknologi yang cukup rumit seperti steam reforming, sedangkan produksi oksigen harus menggunakan teknologi yang sangat kompleks yakni teknologi kriogenik. Penelitian ini berupaya memberikan solusi yang sederhana dan mudah dioperasikan untuk memproduksi gas H2 maupun O2 melalui reaksi elektrolisis larutan KOH menggunakan metode elektroda unggun tetap yang tersusun atas stainless steel ball. Rancangan unggun tetap dengan berat unggun 300 gram didapatkan luas permukaan sebesar 362 cm2, tinggi unggun 3,05 cm, yang tersusun atas 286 stainless steel ball ukuran diameter 0,635 cm/ball. Terdapat tiga buah variasi yang dilakukan pada penelitian ini yaitu tegangan listrik (3, 3,5, 4, 4,5, dan 5 V), laju alir sirkulasi elektrolit (100, 200, 300, 400, 500 mL/menit), dan kadar KOH (1%, 2%, 3%, 4%, dan 5% W/W). Hasil percobaan menunjukkan kondisi optimum diperoleh pada tegangan 3 V, laju alir sirkulasi elektrolit 500 mL/menit, dan kadar KOH 3% didapatkan produktivitas gas hidrogen sebesar 0,813 mL/s dan oksigen sebesar 0,409 mL/s serta efisiensi energi sebesar 49,75%

---

Hydrogen gas is a green fuel that is environmentally friendly because the combustion process does not produce carbon dioxide (CO2) gas. On the other hand, oxygen requirements for treating special patients must be available instantly. The availability of hydrogen gas must be produced with a complicated technology such as steam reforming, while the production of oxygen must use a very complex technology, namely cryogenic technology. This study seeks to provide a simple and easy-to-operate solution to produce H2 and O2 gas through the electrolysis reaction of KOH solution using a fixed bed electrode method composed of stainless steel ball. The fixed bed design with a bed weight of 300 grams obtained a surface area of 362 cm2, a bed height of 3,05 cm, which was composed of 286 stainless steel balls with a diameter of 0,635 cm/ball. There are three variations carried out in this study, namely the electric voltage (3, 3,5, 4, 4,5, and 5 V), the circulation rate of the electrolyte solution (100, 200, 300, 400, 500 mL/minute), and KOH content (1%, 2%, 3%, 4%, and 5% W/W). The experimental results showed that the optimum conditions were obtained at a voltage of 3 V, a circulation rate of 500 mL/minute of electrolyte solution, and a 3% KOH level. The productivity of hydrogen gas was 0,813 mL/s and oxygen was 0,409 mL/s and energy efficiency was 49,75%."

"Hydrogen is one of chemical industry feedstock and automobile fuel, which is commonly produced by electrolysis. Electrolysis, however, has several constraints that are primarily due to its large energy requirement. Plasma electrolysis is a breakthrough method that not only improves hydrogen production but also suppresses energy consumption. This research has been conducted to investigate the effectiveness of plasma electrolysis on hydrogen product quantity and energy consumption by varying the voltage and glycerol concentration. The results of this research showed that an increase in voltage led to increased hydrogen production and energy consumption; the addition of glycerol caused a decrease in hydrogen production but still resulted in an increase in energy consumption. The process effectiveness of plasma electrolysis at 300V and 0.1M KOH was 8.1 times higher than Faraday electrolysis."

"Gas hidrogen dapat diperoleh dari proses elektrolisis tetapi memerlukan energi listrik yang besar. Elektrolisis plasma adalah teknologi baru dalam meningkatkan produksi hidrogen sekaligus menekan kebutuhan listrik. Penelitian ini dilakukan untuk menguji pengaruh tegangan listrik operasi dan konsentrasi KOH dan metanol sebagai aditif dalam meningkatkan efektivitas proses elektrolisis plasma yang dinyatakan sebagai jumlah produk hidrogen per satuan energi listrik yang dikonsumsi, efektivitas proses ini dibandingkan dengan efektivitas elektrolisis Faraday dan elektrolisis plasma tanpa penambahan aditif. Hasil percobaan menunjukkan kenaikan konsentrasi KOH dan tegangan listrik menyebabkan kenaikan jumlah produk hidrogen. Proses elektrolisis plasma pada penelitian ini dapat meningkatkan efektivitas proses hingga 27 kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan elektrolisis Faraday.

---

Hydrogen is commonly produced by electrolysis which consumes a great deal of energy. Plasma electrolysis is a new technology that can increases hydrogen productivity while lowering electrical energy needs. This research aimed to test the effect of voltage and KOH concentration and methanol as additive on increase the effectiveness of the plasma electrolysis process which is expressed as the number of products of hydrogen per unit of electrical energy consumed, the effectiveness of this process compared with the effectiveness of electrolysis Faraday. Results showed an increase of KOH concentration and the voltage causes an increase in the hydrogen product. Plasma electrolysis process in this research can improve the effectiveness of processes to 27 fold higher compared to Faraday electrolysis."

"Produksi hidrogen dengan menggunakan metanol atau gliserol sebagai elektron donor pada fotokatalis TiO2, TiNT, Pt/TiO2 dan Pt/TiNT pada suhu reaksi dari 30 oC sampai dengan 70 oC telah diteliti. Metanol dan gliserol efektif sebagai elektron donor untuk produksi hidrogen secara fotokatalisis. Penggunaan metanol lebih unggul 10% dari gliserol pada semua katalis dalam total produksi hidrogen. Produksi hidrogen terbaik ditunjukkan oleh fotokatalis Pt(1%)/TiNT dengan metanol sebagai elektron donor, yaitu sebesar 2306 µmol/gcat, sementara total hidrogen dengan gliserol sebesar 2120 µmol/gcat. Penggunaan dopan Pt pada fotokatalis menghasilkan produksi hidrogen dua kali lebih besar dibandingkan dengan tanpa dopan.

---

Hidrogen production with methanol or glycerol as sacrificial agent using TiO2, TiO2 Nanotubes, Pt/TiO2 and Pt/TiO2 Nanotubes photocatalysts at reaction temperature 30 oC to 70 oC have been investigated. Methanol and glycerol were effective for hydrogen production and the best result was methanol with Pt(1%)/TiO2 that have 2306 µmol/gcat, meanwhile with glycerol only produce 2120 µmol/gcat. The other photocatalyst also have the same pattern, which metanol give 10% higher result on total hydrogen production. Catalyst with Pt give twice higher hydrogen production rather than with no Pt."

"Upaya untuk memproduksi hidrogen masih sedikit dari sumber yang terbarukan. TiO2 dalam bentuk nanotube arrays dengan dopan Boron yang disintesis dengan metode anodisasi untuk produksi hidrogen telah diinvestigasi. Perlakuan termal katalis B-TiO2 nanotube arrays (B-TNTAs) dilakukan dengan kalsinasi reduksi dengan gas hidrogen pada suhu 500oC selama 2 jam. Analisis SEM menunjukkan morfologi nanotube arrays tiap konsentrasi boron seragam. Analisis UV-Vis DRS menunjukkan B-TNTAs memiliki absorbansi yang besar pada jangkauan panjang gelombang sinar tampak dengan band gap energy yang relatif rendah yaitu menjadi 2,9 eV. Analisis XRD menunjukkan hasil 100% kristal anatase murni. Melalui proses fotokatalisis, hidrogen mampu dihasilkan hingga 48959 μmol/m2 setelah 4 jam pengujian dengan katalis 7,5 mM B-TNTAs.

---

Attempts to produce hydrogen is still slightly from renewable sources. TiO2 nanotube arrays in the form of boron dopants synthesized by anodizing method for hydrogen production has been investigated. Catalyst-thermal treatment of TiO2 nanotube arrays B (B-TNTAs) performed by calcination reduction with hydrogen gas at a temperature of 500oC for 2 hours. SEM analysis showed the morphology of nanotube arrays by uniform boron concentration. UV-Vis DRS analysis showed B-TNTAs has a large absorbance in the visible wavelength range with a band gap energy is relatively low, to 2.9 eV. XRD analysis produces 100% anatase crystals. Through a photocatalytic process, hydrogen is able to produce up to 48959 μmol/m2 after 4 hours of testing with catalyst 7.5 mM B-TNTAs."

"Untuk memenuhi kebutuhan sumber energi alternatif, produksi hidrogen dapat diperoleh dari proses elektrolisis plasma (Contact Glow Discharge Electrolysis / CGDE). CDGE merupakan salah satu teknologi untuk memproduksi hidrogen dengan memanfaatkan kebutuhan energi listrik yang rendah jika dibandingkan dengan proses elektrolisis Faraday. Modifikasi kompartemen ganda mampu memperbesar hambatan arus dan mampu mencapai kondisi proses pada tegangan listrik yang lebih tinggi. Penelitian ini dilakukan untuk melihat pengaruh tegangan, suhu operasi, pemakaian barrier, dan jarak antar kompartemen terhadap produksi hidrogen dan konsumsi energi. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa kenaikan tegangan, semakin jauh jarak antar kompartemen dan pemakaian barrier akan menyebabkan kenaikan produksi hidrogen dan berkurangnya konsumsi energi yang dibutuhkan. Contact glow discharge elelctrolysis pada penelitian kali ini menunjukkan peningkatan efektivitas proses sebesar 84,43 kali lipat dibandingkan elektrolisis Faraday.

---

Hydrogen production from Contact Glow Discharge Electrolysis can be used to fulfill the needs of alternative energy sources. Contact Glow Discharge Electrolysis is one of the technologies to produce hydrogen that needs lower electrical energy than electrolysis Faraday. Double compartment modification can increase a current resistance and operating condition with higher voltage. This researh aimed to see the effect of electrical voltage, temperature, the distance between compartments, and barrier usage against hydrogen production and energy consumption. The result shows that an increase of electrical energy, the distance between compartments and barrier usage causes an increase of hydrogen product and decrease of the needs of energy consumption. Contact Glow Discharge Electrolysis in this research can improve the effectiveness of process by 84.43 times compared to electrolysis Faraday."

"Elektrolisis plasma menjadi metode sintesis green hydrogen dan hidrogen peroksida yang memisahkan air menjadi gas H2 dan O2 dengan plasma katodik pada tegangan di atas elektrolisis konvensional akibat rekombinasi radikal H• dan •OH. Laju erosi elektroda akibat suhu plasma yang tinggi menjadi keterbatasan pada proses ini sehingga Stainless Steel SS – 201 yang memiliki laju erosi lebih kecil dibandingkan tungsten (Lukkes, et al. 2006) diteliti efektivitasnya dari jumlah mmol produk, energi spesifik (Wr), dan laju erosi. Penelitian dilakukan dengan melakukan uji rancang bangun reaktor elektrolisis plasma dan karakterisasi arus tegangan untuk menentukan kondisi operasi menggunakan elektrolit NaOH 0,02 M dan Na2SO4 pada konduktivitas serupa, serta konsentrasi aditif metanol sebagai scavenger radikal •OH. Hasil penelitian menunjukkan bahwa SS – 201 memiliki erosi yang lebih kecil sebesar 0,07 gram dibandingkan tungsten sebesar 1,05 gram setelah 60 menit proses. Pembentukan lapisan oksida pasif SS – 201 menambah luas kontak elektroda dan menghasilkan gas H2 sebanyak 104,55 mmol dibandingkan tungsten sebanyak 94,95 mmol. Penelitian ini juga membandingkan pengaruh penggunaan NaOH dan Na2SO4 dengan konduktivitas serupa yang menunjukkan NaOH menghasilkan lebih banyak H2 dibandingkan Na2SO4 sebanyak 97,55 mol karena cenderung mengarah pada produksi hidrogen peroksida karena komposisi elektrolit yang mendorong pembentukan radikal •OH. Selain itu, pengaruh variasi metanol diuji yang menunjukkan bahwa penambahan aditif metanol tidak hanya berperan sebagai scavenger radikal •OH namun terdekomposisi akibat plasma menghasilkan gas hidrogen dan radikal H•.

---

Plasma electrolysis is a green hydrogen and hydrogen peroxide synthesis method that separates water into H2 and O2 gases with cathodic plasma at a voltage above conventional electrolysis due to the recombination of H• and •OH radicals. The electrode erosion rate due to high plasma temperature is a limitation in this process so that Stainless Steel SS – 201 which has a lower erosion rate than tungsten (Lukkes, et al. 2006) was examined for its effectiveness from the number of mmol of product, specific energy (Wr), and rate of erosion. The research was carried out by conducting design tests for plasma electrolysis reactors and characterizing current voltages to determine operating conditions using electrolytes of 0.02 M NaOH and Na2SO4 with similar conductivity, as well as the concentration of methanol additive as an •OH radical scavenger.

The results showed that SS-201 had less erosion of 0.07 gram compared to 1.05 gram of tungsten after 60 minutes of process. The formation of the SS-201 passive oxide layer increased the contact area of the electrodes and produced 104.55 mmol of H2 gas compared to 94.95 mmol of tungsten. This study also compared the effect of using NaOH and Na2SO4 with similar conductivity which showed that NaOH produced more H2 than Na2SO4 of 97.55 mmol because it tends to produce of hydrogen peroxide due to the electrolyte composition which encourages the formation of •OH radicals. In addition, the effect of methanol variations was tested which showed that the addition of additive methanol did not only act as an •OH radical scavenger but decomposed due to plasma to produce hydrogen gas and H• radicals."

"Flex matala biofilter dengan luas permukaan 365 m2/m3 (M365) dan 190 m2/m3 (M190) digunakan sebagai carrier bkteri dalam produksi biohidrogen menggunakan reaktor CSTR. Reaktor CSTR yang dilengkapi dengan biofilter (CSTR-PBF) didesain dan dioperasikan untuk memproduksi gas biohidrogen dengan bahan baku limbah pabrik minuman sebagai substrat pada konsentrasi 10 ? 30 g total glukosa/L dan waktu tinggal 8 jam ? 0,5 jam. Carrier atau biofilter dipasang pada bagian tengah fermentor (60 mm dari dasar fermentor) yang berfungsi untuk menghindari washout. Hasil menunjukkan bahwa konsentrasi substrat 15 ? 20 g/L memberikan yield dan Laju produksi gas biohidrogen (LPH) yang tinggi. Biofilter M365 memberikan kinerja produksi hidrogen yang lebih baik dibanding dengan biofilter M190. HRT 0,5 jam memberikan LPH yang paling tinggi, yakni 124,87 L H2/L/hari, namun yieldnya 1,17 mol H2/mol glukosa. Di sisi lain, kondisi yang memberikan yield tertinggi dicapai pada waktu tinggal 4 jam dengan LPH sebesar 13,74 L H2/L/hari dan yield sebesar 1,82 mol H2/mol glukosa. Kondisi operasi yang direkomendasikan adalah waktu tinggal 1 jam dan konsentrasi substrat 20 g glukosa/L dengan LPH 88,69 L H2/L/hari, konversi substrat, 91,85 % dan yield 1,42 mol H2/mol glukosa. Pada waktu tinggal yang rendah, yakni 1 jam dan 0,5 jam terdapat perbedaan distribusi konsentrasi biomassa pada bagian atas, tengah dan bawah reaktor. Produk cair terbesar adalah asam butirat dan asam asetat dengan rasio 1,41 mol asam butirat/mol asam asetat sampai dengan 5,66 mol asam butirat/mol asam asetat.

---

A flex-matala packed biofilter with specific surface area M365 m2/m3 (M365) and 190 m2/m3 (M190) were used as a bacteria carrier in a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) in this study. The continuous stirred tank reactor with packed biofilter (CSTR-PBF) was designed and operated under sugary wastewater substrate at concentration of 10 g total sugar/L ? 30 g total glukosa/L and hydraulic retention time (HRT) 8 h - 0.5 h to assess the biohydrogen producing ability. Biofilter was installed at 60 mm height from the bottom of bioreactor (middle of the bioreactor). The biofilter played a role in avoiding biomass washout. It was found that substrat concentration of 15 ? 20 g glucose/L lead the hydrogen production performa. Biofilter M365 produced the higher hydrogen production rate and yield. The condition producing the higher hydrogen production rate was at HRT 0.5 h with hydrogen production rate (HPR) of 124.87L H2/L/d, and yield of 1.17 mol H2/mol glucose. On the other hand, the condition producing the higher yield obtained when the fermentor operated at HRT 4 h, which hydrogen production rate and yield were 13.74 H2/L/d, and yield of 1.42 mol H2/mol glucose. Operation condition suggested for hydrogen production was HRT 1 h and 20 g total glucose/L which HPR, susbtrate conversion and yield were 88.69 H2/L/d; 91.85 % and 1.42 mol H2/mol glucose. There was difference distribution of biomassa on top, middle and bottom part of the bioreactor observed at HRT 1 h to 0,5 h. Butyric acid and acetic acid were the main liquid product that the ratio was 5.66 mol butyric/mol acetic. A flex packed biofilter used in CSTR system is a better approach to accumulate biomass concentration in bioreactor for enhancing biohydrogen production rate comparison with other kinds of bioreactor."