PEMANFAATAN LIMBAH KALENG MINUMAN ALUMINIUM SEBAGAI PENGHASIL GAS HIDROGEN MENGGUNAKAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA (NaOH)

Jurnal Teknologi Kimia Unimal 5:1 (2016) 92-104 Jurnal Teknologi Kimia Unimal homepage jurnal: Jurnal Teknologi Kimia Unimal PEMANFAATAN LIMBAH KALENG MINUMAN ALUMINIUM SEBAGAI PENGHASIL GAS HIDROGEN MENGGUNAKAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA (NaOH) Sri Wahyuni, Lukman Hakim, Fikri Hasfita Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Malikussaleh Jl. Batam No. 1 Bukit Indah, Lhokseumawe 24353 Korespondensi: HP: 082360997815, e-mail: Abstrak Gas hidrogen tidak dapat ditambang melainkan diproduksi, salah satunya produksi hidrogen dari limbah kaleng minuman aluminium direaksikan dengan air dan penambahan natrium hidroksida (NaOH) sebagai katalis. Reaksi tersebut menghasilkan gas hidrogen dan NaAl(OH)4. Dalam konteks ini, hidrogen dapat dikonversikan menjadi energi terbarukan, dimana energi tersebut ramah lingkungan dan emisi yang dihasilkan berupa uap air.Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan teknik daur ulang limbah kaleng minuman aluminium seperti Pocari Sweat untuk menghasilkan gas hidrogen sebagai energi yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui. Penelitian ini dilakukan dengan mereaksikan aluminium dan air dengan katalis NaOH selama 43 menit pada suhu 300C. Dimana berat aluminium divariasikan (0.5 gr, 1 gr, 1.5 gr dan 2 gr), serta konsentrasi NaOH yang divariasikan (2N, 3N, 4N, 5N dan 6N). Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa volume hidrogen terbesar pada berat aluminium 2 gram dengan konsentrasi NaOH 6N yaitu 1,081 liter. Untuk konversi aluminium tertinggi pada berat aluminium 0,5 gram dengan konsentrasi NaOH 6N yaitu 68,950 %, sedangkan yield hidrogen tertinggi pada berat aluminium yaitu 2 gram dengan konsentrasi NaOH 6N yaitu 3,539 %. Kata Kunci: Aluminium, Air, Energi Terbarukan, Hidrogen, Katalis, Limbah Kaleng, Natrium Hidroksida (NaOH) 1. Pendahuluan Dalam konteks ini, isu utama yang paling menonjol adalah konversi energi dari sebelumnya energi berbasis bahan bakar fosil kini beralih ke energi yang dapat diperbaharui. Di sisi lain, isu lingkungan global yang menuntut tingkat Lukman Hakim, dkk / Jurnal Teknologi Kimia Unimal 5:1 (2016) 92–104 kualitas lingkungan yang lebih baik, mendorong berbagai pakar energi untuk mengembangkan energi yang lebih ramah lingkungan dan mendukung jaminan pasokan berkesinambungan. Hasil penelitian diharapkan mampu mengatasi beberapa permasalahan yang berkaitan dengan penggunaan minyak bumi. Salah satu bentuk energi terbarukan yang dewasa ini menjadi perhatian besar pada banyak negara, terutama di negara maju adalah hidrogen. Hidrogen diproyeksikan oleh banyak negara akan menjadi bahan bakar masa depan yang lebih ramah lingkungan dan lebih efisien. Dimana suplai energi yang dihasilkan sangat bersih karena hanya menghasilkan uap air sebagai emisi selama berlangsungnya proses. Gas hidrogen tidak dapat ditambang melainkan harus diproduksi. Alternatif tersebut dapat dilakukan dengan melakukan proses elektrolisis menggunakan air dengan reaksi foto katalisis oksinitrida (Domendan Maeda, 2006) atau proses elektrolisis dengan menggunakan katalis oksida padat (Zangdkk, 2010). Metode produksi hidrogen dari biomasa meliputi metode biologi (Claassendkk, 2010) dan secara kimia (Kırtay, 2011). Produksi hidrogen juga dapat dilakukan dengan steam reforming dari hidrokarbon (Pencovadkk, 2011). Selain itu, hidrogen dapat dihasilkan dari reaksi logam dan air dengan bantuan katalis. Salah satunya yaitu hidrogen yang dihasilkan dari logam aluminium yang direaksikan dengan air menggunakan katalis NaOH (Kumar danSurendra, 2013). Saat ini, penggunaan aluminium semakin meningkat. Salah satu penggunaan aluminium pada industri minuman ringan (soft drink) dimana aluminium tersebut digunakan sebagai kemasan dari minuman ringan (soft drink). Aluminium biasa dicampur untuk menambah sifat mekanis dan kekuatan, seperti aluminium foil dan kaleng minuman mengandung sekitar 92-99% aluminium selebihnya yaitu tembaga, seng, magnesiun, mangan, silika, dan logam lainnya dengan tingkat persen yang sedikit (Zamani, 2014).Berikut ini kandungan aluminium dari kaleng minuman yang dapat dilihat pada Tabel 1. Pemanfaatan limbah kaleng minuman untuk bahan menghasilkan suatu energi belum banyak dilakukan. Padahal limbah kaleng minuman aluminium yang 93 Lukman Hakim, dkk / Jurnal Teknologi Kimia Unimal 5:1 (2016) 92–104 cukup banyak bisa diproses menjadi gas hidrogen. Dalam penelitian ini, penulis mengambil penelitian limbah kaleng minuman yang banyak ditemui serta memiliki kandungan aluminium yang banyak terdapat pada kaleng pocari sweat. Menurut penelitian Siregar (2010), bahwa baik katalis asam maupun katalis netral tidak dapat memproduksi gas hidrogen. Sebaliknya dengan menggunakan katalis basa kuat, baik itu NaOH dan KOH memberikan hasil hidrogen yang lebih tinggi, tetapi pada penggunaan katalis NaOH waktu reaksi antara aluminium dan air lebih cepat dari pada katalis KOH. Tabel1.Kandungan Aluminium dari Kaleng Minuman Parameter Satuan Aluminium % Magnesium % Mangan % Besi % Silikon % tembaga % Sumber: (Saputra, 2012) 2. 2.1 Pocari Sweat 96,38 1,14 0,75 0,51 0,19 0,19 JenisKaleng Cap Kaki Tiga Greensands 89,74 90,87 3,28 2,25 1,93 1,21 1,79 1,52 0,88 1,33 2,36 1,92 Coca-Cola 93,28 1,17 1,04 1,72 0,68 1,26 Bahan dan Metode Alat dan bahan yang digunakan Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah erlenmeyer, tutup sumbat erlenmeyer, balon, magnetic stirred, hotplate stirred, gunting, timbangan analitik, termometer, labu ukur, benang, spatula, kaca arloji. Bahan yang digunakan dalam penelitian in adalah limbah kaleng minuman Pocari Sweat, NaOH, dan aquadest. 2.2 Prosedur Kerja Proses Pembuatan Gas Hidrogen Limbah kaleng minuman dengan merek Pocari Sweat yang dibersihkan catnya dengan menggunakan amplas. Setelah penghilangan cat, kaleng minuman tersebut dipotong dengan ukuran 0,1 x 0,1 cm dan ditimbang dengan berat sampel 94 Lukman Hakim, dkk / Jurnal Teknologi Kimia Unimal 5:1 (2016) 92–104 0,5 gr, 1 gr, 1,5 gr dan 2 gr. Kemudian larutan NaOH dibuat dengan konsentrasi masing-masing 2N, 3N, 4N, 5N, 6N. Tahap ini masing- masing potongan kaleng tersebut dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi larutan NaOH dengan konsentrasi masing-masing 2N, 3N, 4N, 5N, dan 6N. Kemudian ditutup mulut erlenmeyer dengan menggunakan penutup karet. Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan termometer. Suhu dijaga pada suhu 30 oC. Untuk menjaga suhu reaksi digunakan water bath sebagai media pendingin.Waktu reaksi dijaga selama 43 menit dengan pengadukkan 100 rpm. Pengumpulan gas hidrogen digunakan balon yang diletakkan pada permukaan erlenmeyer. Sebelum volume gas hidrogen dapat dihitung, terlebih dahulu keliling balon diukur. Persamaan yang digunakan yaitu sebagai berikut: Penentuan Konversi, Yield dan Pengujian Gas Hidrogen Dengan Cara Pembakaran Konversi dan yield ditentukan dengan menggunakan persamaan di bawah ini (Dave dan Pant, 2010): % Konversi Aluminium = % Yield H2 = Untuk mengidentifikasi dan memastikan telah dihasilkan hidrogen da (...truncated)