KARAKTERISTIK MEDIA KONDUKTOR PADA PEMANFAATAN AIR
LAUT SEBAGAI ENERGI TERBARUKAN
Samsudin 1.
Dr.
Yohannes D.
MT 2
Jurusan Teknik Elektro Universitas Dirgantara Marsekan Suryadarma
ABSTRAK
Saat ini pembangkit listrik sebagian besar di Indonesia masih menggunakan tenaga uap, yang bahan pembakarnya berupa batu bara, namun listrik tersebut belum dapat menjangkau ke seluruh pelosok indonesia artinya saat ini ada beberapa wilayah yang belum terjangkau listrik.
Padahal Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia, mempunyai panjang garis 000 km dan luas laut sekitar 3,1 juta km2.
Penggunaan air laut sebagai salah satu pembangkit listrik, tidak serta merta langsung digunakan.
Dibutuhkan suatu bahan dan alat yang mampu mengubah ion pada air laut menjadi tegangan listrik.
Metode sel volta mampu mengubah ion pada air laut menjadi energi listrik.
Kombinasi pengunaan plat tembaga (C.
, plat Aluminium(A.
, serta plat seng (Zn )mampu menghasilkan tegangan yang berbeda pula.
Pada pengujian pembangkit, yang dihasilkan pasang plat tembaga dan seng (Cu-Z.
mampu menghasilkan tegangan paling besar yakni 5,54 V, sedangkan pasang plat tembaga dan Aluminium (Cu-A.
mampu menghasilkan tegangan 3,3V dan pasang plat Aluminium dan seng (Al-Z.
hanya mampumenghasilkan tegangan 1,6 V.
Kata kunci : Pembangkit listrik Air Laut.
Pasang anoda katoda.
Elektrokimia.
Energi alternatif.
PENDAHULUAN
Saat ini penggunaan listrik terbesar di indonesia masih menggunakan tenaga uap yang bahan pembakarnya berupa batu bara, namun listrik tersebut belum dapat menjangkau ke seluruh pelosok indonesia, khususnya daerah pesisir pantai.
Padahal Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia yang memiliki panjang garis 000 km dan luas laut sekitar 3,1 juta Air Laut tersusun berdasarkan beberapa komposisi yaitu Natrium Clorida (NaC.
Magnesium Clorida (MgC.
Calsiun Clorida (CaC.
, (KC.
, (NaHCO.
, (KB.
Air Laut sebagai sumber energi terbarukan dapat dilakukan dengan menggunakan metode sel elektrokimia.
Sel elektrokimia adalah suatu alat yang dapat menghasilkan arus listrik dari energi yang dihasilkan oleh reaksi didalam selnya, yaitu berupa reaksi reduksi oksidasi.
Dengan adanya reaksi reduksi dan oksidasi ini maka akan menghasilkan arus listrik yang biasa disebut dengan energi listrik.
DASAR TEORI
Air Laut Air adalah zat pelarut yang bersifat sangat berdaya guna, yang mampu melarutkan zat-zat lain dalam jumlah yang lebih besar dari pada zat cair lain.
Sifat ini dapat dilihat dari banyaknya unsur-unsur pokok yang terdapat dalam air laut.
Diperkirakan hampir sebesar 48.
000 trilliun ton garam yang larut dalam air laut.
Garamgaraman tersebut terdiri dari sodium chloride 000 trilliun ton, sulphates 3.
000 trilliun ton, magnesium 1.
600 trilliun ton, potassium 480 trilliun ton dan bromide 83 trilliun ton.
Tabel 1.
Komposisi Garam-Garaman Air Laut dan Air Sungai Tabel.
Potensial elektroda Sel Elektrokimia Sel elektrokimia adalah suatu alat yang menghasilkan arus listrik dari energi yang dihasilkan oleh reaksi di dalam selnya, yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi .
eaksi redok.
Sel elekrokimia tersusun dari dua material penghantar atau konduktor listrik yang disebut dengan katoda dan anoda.
Kedua material penghantar ini disebut Anoda merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi, sedangkan katoda adalah elektroda tempat terjadinya Karakteristik Tembaga Tembaga adalah unsur kimia dengan simbol Cu dengan nomor atom 29, yang diketemukan sebagai bijih tembaga yang masih bersenyawa dengan zat asam, asam belerang atau bersenyawa dengan kedua zat Karakteristik Seng Seng merupakan salah satu unsur dengan simbol Zn, memiliki nomor atom 30, massa atom 65,37 g/mol.
Pemurnian diperoleh secara elektrolitis dari bahan oksida seng (ZnO).
penemuan mencapai kadar 97,75% Zn.
Warnanya abu-abu muda dengan titik cair 419AC dan titik didih 906AC.
Gambar 1.
Prinsip kerja sel volta Deret Elektrokimia (Deret Volt.
Deret elektro kimia atau deret volta merupakan urutan logam berdasarkan potensial elektroda yaitu : Zn.
Ni.
Sn.
Ca.
Li.
Ba.
Na.
Mg.
Fe.
Pl.
Al, (H).
Au.
Cu.
Ag.
Pt.
Karakteristik aluminium Aluminium memiliki struktur kristal face centred cubic dngan kisi kristal .
= 4,0413 A pada temperatur 250c.
Aluminium memiliki ketahanan korosi dan hantaran listrik yang baik serta sifat- sifat lainnya sebagai sifat logam.
Tabel 3 Sifat- sifat Fisik Aluminium Gambar 3 Blok sistem pembangkit listrik air Air laut (NaC.
akan mengalami reaksi yakni ion Na dan ion Cl- yang akan bereaksi pada plat anoda dan katoda, ion pada anoda dan katoda akan melakukan reaksi kimia yakni reduksi dan oksidasi yang menimbulkan perpindahan elektron dari plat anoda ke plat katoda melalui air laut dan menhasilkan tegangan atau beda potensial yang nantinya mampu menghidupkan lampu LED.
Beda Potensial Listrik Beda potensial adalah perbedaan jumlah elektron yang berada dalam suatu arus listrik.
Di satu sisi sumber arus listrik terdapat elektron yang bertumpuk sedangkan di sisi yang lain terdapat jumlah elektron yang sedikit.
Hal ini terjadi karena adanya gaya magnet yang memengaruhi materi PENGUJIAN ALAT Pengujian Kadar Air Laut Pengambilan sampel air laut bertempat di Pelabuhan Muara baru.
Jakarta Utara.
Alat yang digunakan dalam menentukan kadar garam adalah hidrometer.
Tabel 4 Nilai Kadar Garam Laut
DESAIN SISTEM
Dalam membuat alat ini dibutuhkan bahan sebagai berikut:
- 8 buah plat tembaga - 8 buah plat Aluminium - 8 buah plat seng - wadah Akrilik - 5 liter Air Laut - lampu LED 1 watt - Kabel dan timah secukupnya.
Gambar 2 Ilustrasi pengujian alat
PENGUJIAN DAN ANALISA
Perancangan Alat Blok Sistem Alat Gambar 4 .
kadar garam .
pada hidro meter .
pengambilan sampel air laut di muara Hasil Pengujian Tegangan Dengan Pasang Plat tembaga dan Plat Aluminium (Cu-A.
Plat tembaga berperan sebagai anoda dan plat aluminium sebagai katoda, hal ini ditentukan sesuai dengan deret volta yang berlaku dan dapat juga di uji dengan hasil keluaran yang nanti nya dilakukan.
Gambar 6 grafik tegangan pasang plat tembaga dengan plat aluminium Dari pasang plat tembaga dan aluminium tegangan yang dihasilkan sebesar 3,3 volt tanpa menggunakan beban, jika menggunakan beban berupa lampu LED, tegangan berubah menjadi 2,5 volt.
aAsel = plat seng dan plat Aluminium plat kat.
: CuAA 2eA Cu a0= 0,34 V plat an.
: Al Al3A 3eA a0 = -1,66 V reaksi sel : 3CuAA 2Al 3Cu 2Al3A aAsel = 2 V Pada perhitungan potensial sel (AAse.
dapat diketahui potensial sel yang dihitung bernilai 2,0 Volt.
Perlu diketahui potensial sel (AAse.
adalah nilai limit atau perbedaan potensial saat arus listriknya nol.
Jadi lampu LED akan tidak menyala saat tegangan mencapai 2,0 Volt.
Gambar 5 Hasil pengujian pasang plat tembaga dan aluminium (Cu-A.
tanpa Tabel 5 Hasil pengujian plat tembaga dengan aluminium (Cu-A.
Hasil Pengujian Tegangan Dengan Pasang Plat Tembaga dan Plat Seng (Cu-Z.
Plat tembaga berperan sebagai anoda dan plat seng sebagai katoda, hal ini ditentukan sesuai dengan deret volta yang berlaku dan dapat juga di uji seperti tahap pengujian pertama, dengan hasil keluaran yang nanti nya dapat diamati.
ditambahkan berupa lampu LED sebesar 2,68 Untuk menentukan reaksi kimia dan menentukan nilai potensial sel (AAse.
pada alat ini digunakan rumus sebagai berikut :
plat kat .
: CuAA 2eA Cu a0= 0,34 V plat an .
: Zn ZnAA 2eA a0 = -0,76 V reaksi sel : CuAA Zn Cu Zn2A aAsel = 1,1 V Pada perhitungan potensial sel (AAse.
diatas dapat diketahui potensial sel yang dihitung bernilai 1,1 Volt.
Gambar 7 hasil pengujian pasang plat tembaga dengan plat seng (Cu-Z.
tanpa beban Hasil Pengujian Tegangan Dengan Pasang Plat Aluminium dan Plat Seng (Al-Z.
Plat tembaga berperan sebagai anoda dan plat seng sebagai katoda, hal ini ditentukan sesuai dengan deret volta yang berlaku dan dapat juga di uji dengan pengujian sama dengan tahap pertama, dengan hasil keluaran yang nanti nya dapat Tabel 7 Hasil pengujian plat aluminium dengan plat seng (Al-Z.
dengan kadar garam 36 ppt Gambar 8 Hasil pengujian tegangan listrik menggunakan pasang plat tembaga dan plat seng (Cu-Z.
dengan beban.
Tabel 6 Hasil pengujian plat tembaga dengan plat seng (Cu-Z.
kadar garam 36 ppt Tegangan maksimal tanpa beban sebesar 5,54 volt, sedangkan tegangan listrik yang dihasilkan dengan beban yang Gambar 9 Hasil pengujian pasang plat Aluminium dan plat seng (Al-Z.
tanpa menggunakan beban plat kat .
: ZnAA 2eA Zn a0=-0,76 V plat ano .
: Al Al3A 3eA a0 = - 1,66 V reaksi sel : CuAA Zn Cu Zn2A aAsel = 0,9 V LED dapat menyala selama 3 jam menggunakan pasang plat tembaga dan seng serta air laut sebagai elektrolitnya.
menit ke-210 lampu LED menyala namun menyala tidak seterang pada menit ke-30 sampai menit ke-180.
Gambar 10 Grafik perbedaan tengangan dari pasang plat yang berbeda tanpa menggunakan beban
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan karakteristik kuantitas air laut sebagai energi terbarukan, dapat di simpulkan sebagai Tegangan yang dihasilkan pasang plat tembaga dan seng (Cu-Z.
mampu menghasilkan tegangan paling besar yakni 5,54 volt, sedangkan pasang plat Tembaga (Cu-A.
menghasilkan tegangan 3,3 volt, dan pasang plat Aluminium dan seng (Al-Z.
hanya mampu menghasilkan tegangan 1,6 volt.
Dari pengujian ini membuktikan bahwa air laut mampu menghasilkan tegangan listrik yang mampu menghidupkan lampu LED 1 watt dengan durasi waktu 3 jam .
dengan kombinasi pasang plat tembaga dan seng (Cu-Z.
Dari Tegangan yang dihasilkan pasang plat tembaga dan seng (Cu-Z.
mampu menghasilkan tegangan yang paling besar, bernilai 5,54 volt tanpa beban dan 2,68 volt dengan beban dibanding pasang plat tembaga dan aluminium (Cu-A.
yakni 3,33 volt tanpa beban dan 2,5 volt dengan beban.
Percobaan Uji ketahanan LED untuk pasang plat tembaga dan plat seng (CuZ.
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui berapa lama lampu LED dapat menyala dan mengetahui kondisi LED yang ddengan menggunakan pasang plat tembaga dan seng (Cu-Z.
, serta air laut sebagai Tabel 8 Hasil pengujian ketahanan LED pada pasang plat Tembaga dan Seng (CuZ.
DAFTAR PUSTAKA
Bagotsky.
Fundamentals Of Electrochemistry.
Canada.
Inc.
All rights reserved.
Hal.
Bird.
Kimia Fisik untuk Universitas.
Jakarta : PT Gramedia
Pustaka Utama