KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

INOVASI TEKNOLOGI HYBRID HYDRO-ELECTRO PADA BIDANG

OTOMOTIF SEBAGAI PEMECAH MASALAH KRISIS ENERGI

BIDANG KEGIATAN:

PKM -GT

Diusulkan oleh:

TEGAR ARIEF PRATAMA (16910127 / 2010)

ABDUL ROZAQ (16010158 / 2010)

UBAYDILLAH YUS’AN (16010081 / 2010)

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2011

ii

HALAMAN PENGESAHAN

PKM-GT

1. Judul Kegiatan : Inovasi Teknologi Hybrid Hydro-Electro Pada Bidang

Otomotif Sebagai Pemecah Masalah Krisis Energi

2. Bidang Kegiatan : PKM-GT

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : TEGAR ARIEF PRATAMA

b. NIM : 16910127

c. Jurusan : FTMD

d. Universitas/Institut/Politeknik : Institut Teknologi Bandung

e. Alamat Rumah dan No Tel./HP :Asrama Sangkuriang ITB,

081392318356

f. Alamat email : tsalafy@gmail.com

4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Eng. Sandro Mihradi

b. NIP : 132 327351

c. Alamat Rumah & No Tel./HP : Jl. Mars Dirgahayu no.8 RT.01/RW.10,

Awiligar, Bandung 40191.

085880547386.

Bandung, 28 Februari 2011

Menyetujui

Ketua Dekan Ketua Pelaksana

Dr. Yatna Yuwana Martawirya Tegar Arief Pratama

NIP. 195603231981031003 NIM.16910127

Kepala Lembaga Kemahasiswaan Dosen Pendamping

Brian Yuliarto, Ph.D. Dr. Eng. Sandro Mihradi

NIP. 19750727 20604 1 005 NIP. 132 327351

iii

Kata Pengantar

Bismillah.

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah mencurahkan

kasih sayangnya kepada kami sehingga karya tulis yang berjudul INOVASI

TEKNOLOGI HYBRID HYDRO-ELECTRO PADA BIDANG OTOMOTIF, dapat

terselesaikan tepat waktu.

Tidak lupa penulis juga mengucapkan terimakasih kepada kedua orang tua

dan dosen pembimbing yang telah mendukung dan memberikan bimbingan.

Karena dengan dukungan dan bimbingan mereka penulis dapat melahirkan ide

kreatif ini.

Karya tulis ini merupakan hasil curahan ide kreatif penulis dan semoga

karya tulis yang membahas ide untuk meningkatkan efisiensi kerja suatu mesin

dengan memadukan beberapa teknologi dan memanfaatkan sumber energi yang

melimpah ini dapat menjadi suatu metode yang bisa direalisasikan untuk

menyelesaikan masalah krisis energi saat ini.

Segala bentuk kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis

harapkan agar menjadi pembelajaran bagi penulis dan dapat meningkatkan

kualitas karya-karya tulis yang akan penulis buat nantinya.

Bandung, 28 Februari 2011

Penulis

iv

Daftar Isi

Halam Judul ............................................................................................ i

Lembar Pengesahan ................................................................................ ii

Kata Pengantar ........................................................................................ iii

Daftar Isi.................................................................................................. iv

Daftar gambar.......................................................................................... v

Ringkasan ................................................................................................ 1

Bagian Inti ............................................................................................... 2

Pendahuluan ................................................................................... 2

Latar Belakang ..................................................................... 2

Tujuan dan Manfaat ............................................................. 2

Gagasan.......................................................................................... 3

Kesimpulan .................................................................................... 6

Daftar Pustaka ......................................................................................... 7

v

Daftar Gambar

Gambar 1 ................................................................................................. 4

1

RINGKASAN

Sumber energi merupakan sumber kehidupan di bumi.Dengan tidak adanya

sumber energi dapat dipastikan seluruh kehidupan di bumi akan musnah.Maka

dari itu sumber energi merupakan unsur terpenting dalam suatu kehidupan.

Manusia sebagai unsur terpenting dalam kehidupan di bumi berperan

sebagai penerus atau pengakhir kehidupan di bumi.Dalam perjalan peran itu,

manusia tidak akan luput dari penggunaan sumber enrgi di bumi.Oleh sebab itu

manusia hendaknya dapat bijak dalam penggunaan sumber energi di bumi.

Namun karena ketidakbijakan manusia dalam pemanfaatan sumber energi

menyebabkan munculnya masalah krisis energi yang sekarang melanda

bumi.Maka dari itu karya tulis ini ditulis sebagai salah satu ide kreatif yang dapat

digunakan sebagai kunci jawaban pemecahan masalah krisis energi.

Karya tulis ini disusun berlandaskan hukum termodinamika pertama sebagai

kunci pemecahan masalah krisis energi, yaitu dengan cara meningkatkan efisiensi

kerja mesin karena mesin merupakan pengguna sumber energi terbesar di

bumi.Dengan menciptakan mesin yang berbahan bakar material yang melimpah di

bumi serta memiliki tingkat regenerasi yang tinggi serta penggunaan teknologi

pada mesin merupakan inti dari pemecahan masalah krisis energi.

Mengubah gagasan untuk menjadi sebuah pengimplementasian tidaklah

mudah.Oleh sebab itu, pada karya tulis ini disusun pula teori dasar umum yang

disusun secara ringkas agar dapat dengan mudah dipahami oleh pembaca dan

dapat dengan mudah diimplementasikan.

2

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Energi telah menjadi suatu kebutuhan mutlak bagi manusia, dalam setiap

aktivitas dan rutinitas manusia memerlukan energi yang diambil dari suatu sumber

energi atau bahan bakar untuk melakukan suatu kerja. Dari sekian banyak

aktivitas manusia, kegiatan berpindah tempat dengan bantuan suatu mesin

otomotif atau biasa disebut dengan tranportasi merupakan aktivitas yang

membutuhkan begitu banyak energi. Selama beberapa dasawarsa ini, bahan bakar

fosil telah manjadi primadona sumber energi untuk mengoperasikan mesin-mesin

otomotif tersebut. Namun, selain ketersediaan bahan bakar fosil yang sangat

terbatas, penggunaan bahan bakar fosil ini memberikan berbagai dampak negatif

bagi lingkungan terutama pencemaran udara akibat pembuangan gas monoksida

dan dioksida sisa pembakaran bahan bakar ini.

Terlepas dari berbagai kekurangan yang dimiliki oleh bahan bakar fosil,

energi surya dan bahan bakar hidrogen cair yang dapat dibuat dari elektrolisis air

mempunyai keunggulan yang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan bahan

bakar fosil. Pertama, energi surya merupakan energi yang ketersediaanya sangat

melimpah dan jauh lebih dari cukup untuk memenuhi kebutuhan energi manusia

di bidang otomotif jika dibandingkan dengan bahan bakar fosil, demikian pula

dengan air. Kedua, energi surya dan hidrogen akan lebih ramah lingkungan ketika

digunakan sebagai suatu sumber energi dalam bidang otomotif jika dibandingkan

dengan air. Sehingga, dilihat dari aspek keramahan lingkungan penggunaan energi

surya dan hidrogen dalam bidang otomotif akan jauh lebih menguntungkan.

Oleh karena itu, penggabungan teknologi yang mengkonversikan energi

surya menjadi energi listrik untuk mengelektrolisis air menjadi hidrogen cair

sebagai sumber energi atau bahan bakar utama mesin otomotif diharapkan dapat

menjadi suatu solusi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan kelangkaan

energi.

I.2 Tujuan dan Manfaat

Penulisan karya tulis yang memuat gagasan dan ide solutif ini memiliki

tujuan dan manfaat :

1) untuk menciptakan suatu teknologi hemat energi serta ramah

lingkungan pada bidang otomotif,

2) sebagai pengimplementasian sumber energi terbarukan serta

memiliki persediaan yang melimpah pada bidang otomotif,

3) sebagai solusi alternatif untuk terlepas dari ketergantungan

terhadap bahan bakar fosil, dan

4) sebagai wujud kepedulian terhadap lingkungan

3

II. GAGASAN

Krisis energi merupakan masalah bagi hampir semua negara di dunia

terkhusus di Indonesia yang sampai saat ini masih belum terpecahkan.Hal ini

terbukti dengan semakin melambungnya harga BBM yang menjadi sumber energi

utama pada bidang otomotif.

Berbagai solusi telah diterapkan untuk mengatasi masalah ini, mulai dari

gerakan hemat energi seperti pemadaman listrik berkala hingga pembatasan suplai

BBM serta langkah optimasi kendaraan umum.Beberapa solusi tersebut masih

kurang optimal karena pada realitanya energi pasti tetap digunakan dan langkah

yang jauh lebih baik daripada sekedar menghemat adalah meningkatkan efisiensi

kerja dari setiap peralatan dan mencari sumber energi alternatif.

“ Wikipedia (2009), mesin mobil bensin memiliki efisiensi 25% dan mesin

pembangkit listrik tenaga batu bara yang besar memiliki efisiensi maksimum

46%. Mesin diesel terbesar di dunia memiliki efisiensi maksimum 51,7%”.Pada

konsep hukum termodinamika dijelaskan bahwa energi kalor yang diberikan pada

mesin akan menghasilkan usaha serta energi kalor yang terbuang.Sehingga

efisiensi mesin tidak akan pernah mencapai 100% namun dapat dilakukan

optimasi sehingga besarnya efisiensi dapat mendekati 100%, yaitu dengan cara

mengurangi energi kalor yang terbuang.Maka dari itu gagasan ini diharapkan

dapat meningkatkan efisiensi mesin terkhusus pada mobil minimal menjadi lebih

dari 25%.

Melihat potensi besar dari tekonologi mobil berbahan bakar hidrogen,

teknologi mesin hybrid yang memadukan antara mesin dan energi listrik, dan

kelimpahan energi surya yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi

menggunakan teknologi sel surya, tercetuslah ide untuk menggabungkan ketiga

teknologi tersebut menjadi teknologi mesin hybrid hydro-electro yang

memanfaatkan sumber energi matahari dan kelimpahan air.

Gagasan tersebut dapat digambarkan dengan alur bagan sebagai berikut.

1. Sel surya

menghasilkan listrik

sebagai charger

baterai.

1

4. Gas hidrogen

digunakan sebagai

bahan bakar mesin.

4.1 Gas oksigen

dapat disalurkan ke

saluran AC.

2. Listrik

digunakan untuk

mengisis baterai.

3. Elektrolisis air

menghasilkan gas

hidrogen & oksigen.

2

3

2.1 Listrik sebagai

penggerak motor

listrik.

4

Penjelasan gambar 1 :

1. Dengan menggunakan teknologi sel surya dapat dihasilkan listrik dari

konversi energi panas matahari menjadi energi listrik yang digunakan untuk

mengisi baterai.Karena Indonesia memiliki potensi intensitas yang cukup

besar serta stabil, yaitu sekitar 4,8 kWh/m2/ hari, hal itu dapat dimanfaatkan

sebagai suplai energi listrik dengan menggunakan sel surya.

2. Kemudian listrik yang telah dihasilkan dapat digunakan sebagai charger

baterai yang memiliki potensial listrik yang tinggi digunakan sebagai sumber

energi listrik utama pada rangkaian ini.

2.1. Energi listrik yang dihasilkan dari generator listrik dapat disimpan pada

media penyimpanan listrik semisal baterai.Energi listrik dari baterai,

selain digunakan untuk proses elektrolisis, juga dapat digunakan sebagai

sumber energi penggerak motor listrik.Sehingga dengan rangkaian

sedemikian rupa dapat dilahirkan teknologi hybrid dalam penyuplaian

sumber energi kinetik.

3. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai sebagian digunakan untuk proses

elektrolisis air.Dari proses elektrolisis air dihasilkan gas hidrogen dan

oksigen.Proses elektrolisis dapat berjalan dengan cepat karena dalam proses

ini hanya dibutuhkan tegangan listrik sebesar 1,23 V.Dengan menggunakan

sumber listrik baterai dengan tegangan tinggi maka proses elektrolisis dapat

dilakukan dengan cepat.

4. Gas hidrogen yang dihasilkan dari proses elektrolisis digunakan sebagai bahan

bakar utama mesin.

4.1. Sedangkan gas oksigen yang juga dihasilkan dari proses elektrolisis dapat

disalurkan menuju saluran AC yang tidak hanya berfungsi sebagai

penyejuk udara, namun juga untuk menyehatkan tubuh mengingat gas

oksigen merupakan gas yang paling dibutuhkan dalam proses pernafasan

5. Mesin dapat

bekerja dari hasil

pembakaran

hidrogen.

1

6. Energi

Kinetik.

6.1 Mesin dapat

digunakan sebagai

generator listrik.

6.2. Panas &

ampas nonpolutan

yang terbuang.

7. Energi

kinetik total.

Gambar 1

2

3

5

5. Mesin dapat bekerja dari hasil pembakaran hidrogen.Karena hidrogen bersifat

mudah terbakar, sehingga dapat dihasilkan energi yang besar yang dapat

digunakan sebagai bahan bakar mesin.

6. Mesin yang telah bekerja akan menghasilkan energi kinetik yang digunakan

untuk menjalankan kendaraan atau tepatnya memutar roda.

6.1. Tidak hanya digunakan untuk memutar roda, namun juga dapat digunakan

sebagai generator listrik yang digunakan sebagai charger sumber energi

listrik.

6.2. Dengan mengacu pada hukum termodinamika, jika tercipta suatu usaha

dari energi kalor yang masuk maka akan dihasilkan pula energi yang

terbuang.Dalam hal ini energi yang terbuang adalah energi kalor dan

ampas nonpolutan.Nilai lebih dari gagasan ini adalah dihasilkannya

ampas / zat sisa hasil pembakaran yang tidak mencemari

lingkungan.Karena zat hasil pembakaran gas hidrogen adalah uap air yang

sama sekali tidak bersifat mencemari lingkungan terutama udara.

7. Dengan menjumlah sumber energi kinetik total yang dihasilkan dari proses –

proses di atas, maka akan dihasilkan efisiensi kerja yang tentu saja lebih dari

25%.

Untuk meningkatkan efisiensi kerja mesin, juga dapat dilakukan dengan

cara mengurangi gaya gesek yang bekerja.Misal dapat dilakukan dengan cara

memberi pelumas yang berkualitas tinggi pada mesin atau poros – poros

kendaraan.

Untuk tercapainya pengimplementasian gagasan ini dibutuhkan pihak –

pihak yang dapat mendukungnya, yaitu yang paling utama adalah para dosen

perguruan tinggi serta pabrik – pabrik otomotif. Melalui para dosen perguruan

tinggi diharapkan agar para dosen mengajarkan teknologi ini kepada para

mahasiswanya.Karena para mahasiswa merupakan merupakan calon penerus

generasi yang akan datang yang senantiasa melahirkan ide – ide kreatif.Serta

dengan melalui pabrik – pabrik otomotif, gagasan ini diharapkan dapat diterapkan

pada kendaraan yang mereka produksi, sehingga produk yang beredar pada

masyarakat merupakan produk hemat energi serta ramah lingkungan.

Untuk terealisasinya pengimplementasian gagasan ini juga dibutuhkan

langkah – langkah strategis yang akurat, yaitu:

1. Mempengarugi pihak – pihak yang dapat mendukung gagasan ini seperti yang

disebut sebelumnya.

2. Melakukan publikasi ke berbagai media agar dapat dijadikan sebagai wacana

ide kreatif kepada publik.Karena pada dasarnya gagasan ini ditujukan untuk

kehidupan umum dan demi kenyamanan serta kemudahan kehidupan pada

generasi yang akan datang.

3. Membuat prototype gagasan ini dalam bentuk nyata, sehingga gagasan ini

tidak dinilai hanya sebagai khayalan dan guyonan semata.

4. Membentuk forum studi untuk saling bertukar pikiran demi

pengimplementasian serta perkembangan gagasan ini.Dengan dibentuknya

forum studi antar perguruan tinggi diharapkan gagasan ini dapat diterapkan

pada kurikulum perguruan tinggi masing – masing.

6

KESIMPULAN

Jadi dengan mengimplementasikan gagasan ini maka akan didapatkan

efisiensi kerja mesin lebih dari 25%. Karena dengan memanfaatkan kerja mesin

itu sendiri untuk digunakan sebagai generator listrik maka akan dihasilkan energi

listrik yang dapat digunakan sebagai sumber energi kinetik sekunder. Sehingga

dapat dihasilkan kombinasi sumber energi kinetik mesin dan sumber energi

kinetik listrik. Dengan kombinasi dua sumber energi kinetik ini, efisiensi kerja

mesin pasti dapat ditingkatkan menjadi lebih dari 25%. Selain itu gagasan ini

juga memeliki kelebihan dari segi sumber energi yang dipakai, yakni dengan

memanfaatkan sumber energi panas matahari yang sangat melimpah dan air yang

jauh lebih melimpah dari pada minyak bumi.

Pengimplementasian gagasan ini dapat dimulai dengan melakukan riset

lebih lanjut mengaenai pengkombinasian beberapa teknologi ini agar didapatkan

suatu teknologi mesin hybrid hydro-electro yang lebih efisien dan ekonomis.

Kemudian dilanjutkan dengan pembuktian kepada masyarakat mengenai

keunggulan teknologi ini agar masyarakat lebih yakin mengenai keunggulan

teknologi ini. Pengimplementasian lebih lanjut dapat dilakukan dengan

pemprokdusian secara masal agar dapat dicapai suatu nilai yang lebih ekonomis.

Jika teknologi ini digunakan secara tepat guna dan bijak maka dapat

diprekdisikan semua teknologi mesin berbahan bakar fosil yang ada saat ini akan

tergantikan, karena teknologi hybrid hydro-electro memiliki efisiensi yang lebih

tinggi dan lebih ramah lingkungan serta diharapkan akan jauh lebih ekonomis.

7

Daftar Pustaka

Brady, James E.et al.2008.Chemistry Fifth Edition.Cleveland: John Wiley &

Sons, Inc.hlm 796 – 802.

Halliday and Resnick.2007.Fundamentals of Physics Extended Eight

Edition.Cleveland: John Wiley & Sons, Inc.hlm 476 - 497.

Wikipedia, “Efisiensi Termal”

http://id.wikipedia.org/wiki/Efisiensi_termal (diakses tanggal 27 Februari

2011)

Wikipedia, “Elektrolisis Air”

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis_air (diakses tanggal 27 Februari

2011)

Wikipedia, “Generator Listrik”

http://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrik (diakses tanggal 27 Februari

2011)

Wikipedia, “Mesin Kalor”

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_kalor (diakses tanggal 27 Februari 2011)

Wikipedia, “Sel Surya”

http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_surya (diakses tanggal 27 Februari 2011)

8

Tegar Arief Pratama

Ubaydillah Yus’an

Abdul Rozaq

Tentang Penulis

Setelah menyelesaikan masa SMU di UPTD SMA Negeri 2

Nganjuk, ia meneruskan jenjang S1 di FTMD ITB.Saat SMA ia

pernah lolos untuk mewakili kota Nganjuk dalam ajang OSN

Komputer tingkat provinsi serta ajang olimpiade lainnya yang

diselenggarakan universitas – universitas di Indonesia.Melalui

karya tulis ilmiah ini ia berharap dapat memecahkan masalah

krisis energi.

Abdul Rozaq merupakan mahasiswa TPB-ITB 2010 kelahiran

Kediri, 1 Januari 1992. Ia menyelesaikan jenjang pendidikan

dasar dan pendidikan menengah pertamanya di Kabupaten

Kediri. Bermodal prestasi sebagai juara I OSN Matematika

Kabupaten Kediri dan rekomendasi dari wali kelasnya, ia

melajutkan pendidikannya di SMA Negeri 2 Kediri. Demi

mewujudkan mimpinya menjadi pembina Tim Olimpiade

Fisika Indonesia (TOFI), ia pun melanjutkan studinya di

FMIPA ITB hingga saat ini.

Masuk ITB pada tahun 2010, seorang anak tunggal dari daerah

ini mengambil Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam. Dia sempat menorehkan prestasi di ajang music,

paskibraka dan OSN kimia di sekolahnya SMA 2 Kediri hingga

ke jenjang provinsi. Dengan karya tulis ilmiah ini, ia berharap

dapat membantu masyarakat Indonesia dalam menghadapi era

globalisasi.