TUGAS AKHIR ANALISA ALAT ELEKTROLISER HIDROGEN … · TUGAS AKHIR ANALISA ALAT ELEKTROLISER...

TUGAS AKHIR

ANALISA ALAT ELEKTROLISER HIDROGEN SEBAGAI

PENGHEMAT BBM UNTUK SEPEDA MOTOR HONDA

KHARISMA

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana (S-1) Teknik Mesin

Disusun Oleh:

IRWAN HARDYANTO

08510034

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

ANALISA ALAT ELEKTROLISER HIDROGEN SEBAGAI

PENGHEMAT BBM UNTUK SEPEDA MOTOR HONDA

KHARISMA

Diajukan Kepada :

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin

Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

Oleh:

Irwan Hardyanto

08510034

Diterima dan Disetujui

pada tanggal 2 Mei 2014

Dosen Pembimbing I

Murjito ST, M.T

Dosen Pembimbing II

Dra. RR Heni Hendaryanti, M.T.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammdiyah Malang

Ir Daryono, MT.

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH

MALANGFAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

BERITA ACARA PEMBIMBINGAN TUGAS AKHIR

Nama :Irwan Hardyanto No. Induk : 08510034

No. ST. Pemb. TA : E.2./419/FT/UMM/X/2012 ST. Keluar :

Judul :Analisa Alat Elektroliser Hidrogen Sebagai Penghemat

BBM Untuk Sepeda Motor Honda Kharisma

No Kegiatan Tgl.

Konsultasi UraianAsistensi

Dosen

Pembimbing I

1 Judul TA Konsultasi

BAB I 30/09/’13 Revisi Judul

2 ACC BAB I 30/09/’13 Lanjut BAB II

3 Konsultasi BAB II 02/10/’13 Tambah Referensi Dry Cell dan

Desain Alat

4 ACC BAB II 19/11/’13 Lanjut BAB III

5 Konsultasi BAB III 07/04/’14 Perbaiki Bahan dan Alat ,

Kinerja alat

6 ACC BAB III 14/04/’14 Lanjut BAB IV

7 Konsultasi BAB IV 23/04/’14 Pengolah Data Pengujian

8 ACC BAB IV 28/04/’14 Lanjut BAB V

9 Konsultasi& ACC

BAB V 28/04/’14 Ok

10 Konsultasi Poster

dan Cover 29/05/’14 Ok

Malang, 2 Mei 2014

Dosen Pembimbing I

Murjito, ST, MT

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH

MALANGFAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

BERITA ACARA PEMBIMBINGAN TUGAS AKHIR

Nama :Irwan Hardyanto No. Induk : 08510034

No. ST. Pemb. TA : E.2./419/FT/UMM/X/2012 ST. Keluar :

Judul :Analisa Alat Elektroliser Hidrogen Sebagai Penghemat

BBM Untuk Sepeda Motor Honda Kharisma

No Kegiatan Tgl.

Konsultasi UraianAsistensi

Dosen

Pembimbing II

1 Judul TA Konsultasi

BAB I 30/09/’13 Revisi Judul

2 ACC BAB I 30/09/’13 Lanjut BAB II

3 Konsultasi BAB II 02/10/’13 Tambah Referensi Dry Cell dan

Desain Alat

4 ACC BAB II 19/11/’13 Lanjut BAB III

5 Konsultasi BAB III 07/04/’14 Perbaiki Bahan dan Alat ,

Kinerja alat

6 ACC BAB III 14/04/’14 Lanjut BAB IV

7 Konsultasi BAB IV 23/04/’14 Pengolah Data Pengujian

8 ACC BAB IV 28/04/’14 Lanjut BAB V

Malang, 2 Mei 2014

Dosen Pembimbing II

Dra. RR Heni Hendaryanti, MT

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT

Yang bertanda tangan di bawah :

Nama : Irwan Hardyanto

Nim : 08510034

Tempat / Tanggal Lahir : Madiun, 31 Mei 1989

Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin

Menyatakan bahwa kerja ilmiah atau skripsi ini yang berjudul “ANALISA ALAT

ELEKTROLISER HIDROGEN SEBAGAI PENGHEMAT BBM UNTUK SEPEDA

MOTOR HONDA KHARISMA” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagian

maupun keseluruhan kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar benarnya.Jika terbukti

melanggar,penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas Teknik

Muhammadiyah Malang.

9 Konsultasi& ACC

BAB V 28/04/’14 Ok

10 Konsultasi Poster

dan Cover 29/05/’14 Ok

Malang, 2 Mei 2014

Hormat,

Irwan Hardyanto

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada Allah SWT. Yang senantiasa

mengurus, mengasihi serta menyayangi makhluk-Nya, sehingga skripsi ini dapat

diselesaikan pada bulan yang penuh rahmat, ramadhan 1433H.

Seiring penyusunan Skripsi ini, terdapat hambatan serta rintangan yang

dihadapi, namun berkat bantuan dari beberapa pihak segala kesulitan itu terasa ringan

dan dapat teratasi. Ungkapan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah

diterima, baik nasihat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan tersebut disampaikan

kepada :

1. Ayahanda Suharno dan Ibunda Sunarmiatin, yang selalu memberikan bantuan

materiil maupun non materiil, mendo`akan, mengingatkan akan pesan-

pesannya yang tak akan terlupakan. Dan tak lupa untuk adikku tersayang

Husain yang selalu menyemangati

2. Bapak Sudarman, Ir. MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Daryono, Ir. MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Bapak Murjito, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini

dilakukan.

5. Ibu Dra.RR Heni Hendaryanti MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.

6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan

teoritis secara langsung maupun tidak langsung.

7. Kawan-kawan sebimbingan, rekan-rekan laboran laboratorium di lingkungan

teknik mesin, LSO Otomotif, teman-teman seangkatan TM 2008 A dan B,

serta sahabat-sahabat margo utomo 5 yang selalu mendukung.

8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak ya.

Dalam Skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab

itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan untuk

pengembangan teknologi terkait. Semoga Allah SWT memberikan sifat rahim-Nya

kepada kita semua semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 2 Mei 2014

Irwan Hardyanto

DAFTAR ISI

COVER ........................................................................................................... i

POSTER ......................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii

BERITA ACARA ......................................................................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN .......................................................................... vi

ABSTRAK ................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................. ix

DAFTAR ISI ................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xvi

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xvii

I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2.Rumusan Masalah ........................................................................ 5

1.3.Tujuan Penelitian ......................................................................... 5

1.4.Batasan Masalah........................................................................... 5

1.5.Metode Penulisan ......................................................................... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Hidrogen ....................................................................................... 7

2.1.1. Pengertian Hidrogen......................................................... 7

2.1.2. Karakteristik Hidrogen ..................................................... 8

2.1.3. Sifat Kimia dan Fisika Hidrogen...................................... 8

2.1.4. Perbandingan Flammibility Hidrogen Dengan

Bahan Bakar Lain ................................................................ 10

2.1.5. Manfaat Hidrogen Terhadap Mesin Sepeda Motor ........ 12

2.2.Elektrolisis ................................................................................. 14

2.2.1. Pengertian Elektrolisis ................................................... 14

2.2.2. Elektrolisis Air ............................................................... 15

2.2.3. Cara Kerja Elektrolisis ................................................... 17

2.3.Elektroliser ................................................................................. 18

2.3.1. Komponen Elektroliser .................................................. 18

2.3.2. Sejarah Penemuan Elektroliser ...................................... 20

2.3.3. Katalisator ...................................................................... 22

2.4.Stainless Steel ............................................................................ 22

2.4.1. Pengertian Dan Sejarah Stainless Steel .......................... 22

2.4.2. Kandungan Unsur-Unsur Dalam Stainlees Steel ........... 23

2.4.3. Klasifikasi Dan Komposisi Kimia Stainless Steel ......... 24

2.4.4. Kegunaan Stainless Steel ............................................... 28

2.4.5. Siat Kimia Dan Fisika Stainless Steel ............................ 30

2.4.5.1.Sifat Kimia Stainless Steel ....................................... 30

2.4.5.2.Sifat Fisika Stainless Steel ....................................... 31

2.5.Fuel Cell ..................................................................................... 32

2.5.1. Pengertian Fuel Cell ....................................................... 32

2.5.2. Cara Kerja Fuel Cell....................................................... 34

2.5.3. Tipe Fuel Cell ................................................................. 35

2.5.3.1.Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell................ 36

2.5.3.2.Direct Methanol Fuel Cell ........................................ 39

2.5.3.3.Alkaline Fuel Cell .................................................... 41

2.5.3.4.Phosporic Acid Fuel Cell ......................................... 42

2.5.3.5.Molten Carbonate Fuel Cell ..................................... 44

2.5.3.6.Solid Oxide Fuel Cell ............................................... 46

III. METODOLOGI

3.1.Alat dan Bahan ........................................................................... 48

3.1.1 Alat ...................................................................................... 48

3.1.2 Bahan ................................................................................... 49

3.2.Flow Chart .................................................................................. 50

3.3.Skema dan Metode Penelitian .................................................... 51

3.3.1 Pengujian Efisiensi .............................................................. 52

3.4.Jenis Penelitian ........................................................................... 54

3.5.Teknik Pengumpulan Data ......................................................... 58

3.6.Sampel Penelitian ....................................................................... 58

3.7.Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 58

IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1.Data Hasil Riset.......................................................................... 56

4.2.Data Hasil Percobaan ................................................................. 57

4.2.1. Daya Listrik Berdasarkan Putaran Mesin Sepeda Motor ... 57

4.2.2. Data hasil percobaaan kondisi motor berhenti dengan

konsumsi bahan akar 50ml premium

pada putaran 1500 rpm ................................................... 58



pada putaran 2000 rpm ................................................... 59



pada putaran 2500 rpm ................................................... 60

4.2.5. Table Selisih Motor ........................................................ 61

4.2.6. Grafik ............................................................................ 62

4.2.7. Data hasil percobaan kondisi motor berjalan dengan

konsumsi bahan bakar 50 ml premium pada putaran

mesin 30 km/jam ............................................................ 63



mesin 40 km/jam ............................................................ 64



mesin 50 km/jam ............................................................ 65

4.2.10. Grafik Selisih Rata-rata Jarak Yang Ditempuh

Pada Kondisi Berjalan .................................................... 66

4.3.Pembahasan ................................................................................ 67

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan ................................................................................ 68

5.2.Saran ........................................................................................... 69

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

CURICULUM VITAE

CHECK LIST

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perbandingan rentang kemudahan terbakar beberapa jenis bahan bakar

(micr-ovett, 09/10/2006) ................................................................................................. 11

Gambar 2.2 Perbandingan tingkat resiko kebocoran tangki bahan bakar pada mobil

hydrogen dan mobil bensin (Catherine E, 17/02/2005) .................................................. 12

Gambar 2.3 Skema prinsip produksi hydrogen dengan elektrolisa................................. 17

Gambar 2.4 Skema alat Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell ................................ 37

Gambar 2.5 Skema alat Direct Methanol Fuel Cell ........................................................ 41

Gambar 2.6 Skema alat Alkaline Fuel Cell ..................................................................... 43

Gambar 2.7 Skema alat Phosporic Acid Fuel Cell .......................................................... 44

Gambar 2.8 Skema alat Molten Carbonate Fuel Cell ..................................................... 46

Gambar 2.9 Skema alat Solid Oxide Fuel Cell ............................................................... 48

Gambar 3.3 Skema Pemasangan Alat Elektroliser ......................................................... 54

Gambar 4.1 Data hasil riset ............................................................................................. 59

DAFTAR TABEL

Table 2.1 Sifat kimia hydrogen ................................................................... 9

Table 2.2 Sifat fisika hydrogen ................................................................. 10

Tabel 2.3 Komponen utama penyusun PEMFC ........................................ 39

Table 4.2.1 Daya listrik berdasarkan putaran mesin sepeda motor.............. 60

Table 4.2.2 Data hasil percobaan kondisi motor berhenti dengan konsumsi

bahan bakar 50ml premium pada putaran 1500 rpm .................................... 61





Table 4.2.5 Selisih motor ............................................................................. 64


bahan bakar 50ml premium pada putaran 30km/jam ................................... 66





DAFTAR PUSTAKA

Catherine E. Gregoire Padro, Los Alamos National Laboratory, First Annual International

Hydrogen Energy Implementation Conference, Santa Fe, NM, February 17, 2005

Crosbie, L. M., 2003, Chapin, D., Hydrogen Production by Nuclear Heat, GENES4/ ANP2003,

Sep. 15-19, 2003 , Kyoto, JAPAN

D. Labonte, Water Injection for Gasoline Engines, Labonte MotorSports.

J. C. Christoper, J.B.D. Philip, Effect of diesel and water co-injection with real time control on

diesel engine performance and emissions,SAE Int. World congress, Detroid (2008).

J.A. Goldwitz, J.B. Heywood, Combustion optimization in a hydrogen-enhanced lean-burn SI

engine, SAE paper no. 01-0251 (2005).

Jamal.2007. Pembuatan Membran Fuel Cell Dari Limbah Plastik LDPE. Bandung: ITB-Press.

LIPI, Pengujian Water and Air Injection, Lab Motor Bakar LIPI (2008).

R. Lanzafame, Water injection effects in a single-cylinder CFR engine. SAE Int. Congress and

exposition Detroit, Micigan (1999).

R.F. Horng, Y.P. Chang, H.H. Huang, M.P. Lai, Driving characteristics of a motorcycle fuelled

with hydrogen-rich gas produced by an onboard plasma reformer, Int J Hydrogen Energy

(2008).

Revision O, Module 1: Hydrogen Properties, December 2001.

S. Verhelst, R. Sierens, Aspects concerning the optimisation of a hydrogen fueled engine. Int

J Hydrogen Energy; 26: 981–5 (2005).

T. Suzuki, Y. Sakurai, Effect of hydrogen rich gas and gasoline mixed combustion on spark

ignition engine, SAE paper no. 01-3379 (2006).

US-DOE, 2002, National Hydrogen Energy Roadmap, National Hydrogen Energy Roadmap

Workshop, Washington DC.

http://arikfebri.wordpress.com/2011/03/04/hidrogen/

http://bangkitindriyanasuyono.blogspot.com/2012/01/polymer-electrolyte-membrane-fuel-

cell.html

http://budhisantoso97.blogdetik.com/tag/sifat-hidrogen/

http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_bahan_bakar

http://mahasiswanegarawan.wordpress.com/2007/08/18/sel-bahan-bakar-fuel-cell-

sebuah-energi-alternatif-berkelanjutan-dan-ramah-lingkungan/

http://rozaqsangbleu.blogspot.com/2011/05/stainless-steel.html

http://arikfebri.wordpress.com/2011/03/04/hidrogen/

http://bangkitindriyanasuyono.blogspot.com/2012/01/polymer-electrolyte-membrane-fuel-cell.html

http://bangkitindriyanasuyono.blogspot.com/2012/01/polymer-electrolyte-membrane-fuel-cell.html

http://budhisantoso97.blogdetik.com/tag/sifat-hidrogen/

http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_bahan_bakar

http://mahasiswanegarawan.wordpress.com/2007/08/18/sel-bahan-bakar-fuel-cell-sebuah-energi-alternatif-berkelanjutan-dan-ramah-lingkungan/

http://mahasiswanegarawan.wordpress.com/2007/08/18/sel-bahan-bakar-fuel-cell-sebuah-energi-alternatif-berkelanjutan-dan-ramah-lingkungan/

http://rozaqsangbleu.blogspot.com/2011/05/stainless-steel.html

http://www.chem-is-

try.org/artikel_kimia/berita/direct_methanol_fuel_cell_dmfc_baterai_laptop_tanpa_charge

r/

http://www.kamase.org/?p=154

http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/berita/direct_methanol_fuel_cell_dmfc_baterai_laptop_tanpa_charger/



http://www.kamase.org/?p=154

TUGAS AKHIR ANALISA ALAT ELEKTROLISER HIDROGEN … · TUGAS AKHIR ANALISA ALAT ELEKTROLISER...

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR ANALISA ALAT ELEKTROLISER HIDROGEN … · TUGAS AKHIR ANALISA ALAT ELEKTROLISER...