42
elektroda stainless steel maupun elektroda stainless steelFe-Co-Ni dapat diketahui dari hasil analisis EDX yang dijadikan sebagai acuan keberhasilan pelapisan logam
Fe, Co, dan Ni pada substrat stainless steel. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Data Kadar Logam Fe, Co, dan Ni Hasil Karakterisasi SEM-EDX
Logam Kadar
Elektroda Stainless Steel
Elektroda Stainless Steel Fe-Co-
Ni
Fe 80,11
50,34 Co
0,05 0,14
Ni 0,17
Berdasarkan Tabel 7, pada elektroda stainless steel logam Fe memiliki kadar yang paling besar yakni 80,11, kemudian logam Co dengan kadar sebesar 0,05
dan untuk logam Ni memiliki kadar 0 dengan kata lain logam Ni tidak terdeteksi saat pengukuran dilakukan. Setelah stainless steel dilakukan proses pelapisan,
kadar logam Ni terdeteksi menjadi 0,17, kadar logam Co meningkat menjadi 0,14 dan untuk kadar logam Fe mengalami penurunan menjadi 50,34.
Penurunan logam Fe ini mengindikasikan bahwa telah terjadi proses pelapisan logam Fe, Co, dan Ni pada substrat stainless steel, hal tersebut diperkuat dengan
terdeteksinya kadar Ni dan meningkatnya kadar logam Co.
C. Elektrolisis H
2
O dengan Elektroda Stainless Steel
Proses elektrolisis H
2
O ini dilakukan dengan menggunakan elektroda stainless steel sebagai elektroda kerja, platinum sebagai elektroda kontra dan
AgAgCl sebagai elektroda pembanding. Jenis elektroda stainless steel yang digunakan yaitu tipe S-430 dengan ketebalan 1,2 mm, lebar 3 mm, dan panjang 110
mm. Pada penelitian ini digunakan larutan elektrolit NaHCO
3
dengan konsentrasi sebanyak 5 gram per 1 liter air dan serbuk Aloe vera sebagai media. Penambahan
43
media yang digunakan dalam proses elektrolisis sebanyak 0 gram sampai dengan 10 gram yang dilarutkan dalam akuabides. Penambahan media ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh laju pembentukan gas hidrogen pada proses elektrolisis dengan menggunakan elektroda stainless steel dan stainless steelFe-Co-Ni.
Proses elektrolisis H
2
O yang menggunakan elektroda stainless steel ini dilakukan dengan metode voltametri siklik. Hasil voltamogram dari pengujian
voltametri siklik degan penyapuan 50mVs dapat dilihat pada Gambar 13 berikut.
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V -1
-0,6 -0,2
0,2 0,6
1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V
a
b c
44
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V -1
-0,6 -0,2
0,2 0,6
1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V -1
-0,6 -0,2
0,2 0,6
1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V -1
-0,6 -0,2
0,2 0,6
1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V
d e
f g
h i
45
Gambar 13.Voltamogram Siklis Elektrolisis Air Menggunakan Elektroda Stainless Steel dengan Media Serbuk Aloe vera Sebanyak a 0 gram, b 1
gram, c 2 gram, d 3 gram, e 4 gram, f 5 gram, g 6 gram, h 7 gram, i 8 gram, j 9 gram, dan k 10 gram per liter air
Produksi gas hidrogen melalui pemecahan H
2
O dapat dipelajari dengan menggunakan voltamogram siklik dengan laju penyapuan sebesar 50 mVs. Pada
voltamogram siklik terdapat dua puncak arus yang dihasilkan yaitu puncak katodik dan puncak anodik. Puncak katodik menunjukkan harga efisiensi gas hidrogen,
sedangkan puncak anodik menunjukkan harga efisiensi gas oksigen. Gambar 12 menunjukkan hasil voltamogram siklis dengan menggunakan elektroda stainless
steel dalam media serbuk Aloe vera 0 gram sampai dengan 10 gram. Berdasarkan analisis voltamogram elektroda stainless steel tersebut, data
yang diperoleh dari pengujian 11 sampel menggunakan voltametri siklik yaitu nilai potensial katoda E dan arus katoda i
c
yang disajikan pada Lampiran 4. Data tersebut kemudian ditentukan nilai efisiensi produk gas hidrogen dari setiap sampel
dengan menggunakan persamaan 7, sedangkan nilai efisiensi energi yang mengacu pada nilai overpotential
ΔE dapat ditentukan melalui persamaan 8. Sehingga dapat dibandingkan harga efisiensi produk gas hidrogen dan overpotential
dari 11 sampel yang disajikan pada Gambar 14.
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V -1
-0,6 -0,2
0,2 0,6
1
-1 -0,6
-0,2 0,2
0,6 1
I
1
m A
E V
j k
46
Gambar 14. Grafik Perbandingan Efisiensi Produksi Gas Hidrogen dan Overpotential Menggunakan Elektroda Stainless Steel
Kondisi yang paling baik dapat ditinjau dari besarnya efisiensi energi yang mengacu pada nilai overpotential yang dihasilkan. Semakin rendah nilai
overpotential maka semakin kecil energi yang dibutuhkan untuk memecah molekul air dalam proses elektrolisis. Selain ditinjau dari nilai overpotential, kondisi paling
baik juga dapat ditinjau dari besarnya efisiensi produk gas hidrogen. Semakin besar nilai efisiensi produk, maka semakin cepat laju pembentukan gas hidrogen.
Berdasarkan grafik tersebut apabila ditinjau dari besarnya energi yang dihasilkan pada penambahan 1 gram serbuk Aloe vera menunjukkan nilai energi
paling kecil yaitu sebesar 0,091 Volt. Akan tetapi besarnya efisiensi produksi gas hidrogen yang didapatkan tidak terlalu besar, yakni sebesar 62,291. Apabila
ditinjau dari hasil besarnya efisiensi produksi gas hidrogen, pada penambahan 0 gram serbuk Aloe vera mampu menghasilkan efisiensi yang paling besar, yakni
100 dengan energi yang dibutuhkan sebesar 0,093 Volt. Berdasarkan hasil tersebut, maka kondisi paling baik terjadi pada saat tanpa penambahan serbuk Aloe
vera 0 gram dengan harga efisiensi produksi gas hidrogen sebesar 100. Tanpa penambahan serbuk Aloe vera tersebut merupakan kondisi paling baik karena
0,06 0,07
0,08 0,09
0,1 0,11
20 40
60 80
100 120
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
Massa Aloe vera gram Efisiensi
produk Overpotential
ΔE Volt
47
menghasilkan nilai overpotential yang relatif kecil sehingga energi yang dibutuhkan untuk produksi gas hidrogen menjadi lebih rendah.
Adanya penambahan media serbuk Aloe vera pada saat proses elektrolisis air juga menyebabkan penurunan harga efisiensi produksi hidrogen. Hal tersebut
terlihat pada pada grafik yang disajikan dalam Gambar 14. Efisiensi produk gas hidrogen mengalami penurunan seiring dengan bertambahanya jumlah konsentrasi
media Aloe vera yang ditambahakan dalam larutan elektrolit. Keberadaan media Aloe vera berperan sebagai penghambat pembentukan gas hidrogen. Harga efisiensi
produk terendah ditunjukkan pada penambahan 8 gram media Aloe vera yakni sebesar 22,792 dengan nilai overpotential yang tinggi sebesar 0,102 mA. Pada
kondisi ini terjadi covering optimum. Covering ini terjadi karena tertutupnya permukaan elektroda stainless steel oleh keberadaan media Aloe vera dalam larutan
elektrolit, sehingga produksi gas hidrogen pada saat elektrolisis menjadi kurang efektif. Covering ini dapat disebabkan oleh adanya kandungan senyawa organik di
dalam Aloe vera. Penyerapan senyawa organik akan menyebabkan berlangsungnya perubahan struktur lapisan permukaan elektroda. Pada beberapa kasus penyerapan
ini akan mengakibatkan kerusakan molekul Riyanto, 2013: 155 sehingga akan menututpi permukaan elektroda dan menyebabkan covering. Selain itu adanya
penambahan media Aloe vera saat proses elektrolisis menyebabkan larutan menjadi lebih jenuh dan lebih pekat sehingga ruang gerak ion H
+
menjadi lebih sempit dan terhalang sehingga mengakibatkan menyebabkan proses pemecahan molekul air
berjalan lebih lambat.
48
D. Elektrolisis H
