ANALISIS PENGARUH KATALIS PADA PERANGKAT BROWN GAS SEDERHANA TERHADAP PENINGKATAN PRESTASI SEPEDA MOTOR 4- LANGKAH

(Skripsi)

Oleh JASIRON

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2012

Oleh JASIRON

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2012

SKRIPSI INI DIBUAT SENDIRI OLEH PENULIS DAN BUKAN HASIL PLAGIAT SEBAGAIMANA DIATUR DALAM PASAL 44 PERATURAN AKADAEMIK UNIVERSITAS LAMPUNG DENGAN SURAT KEPUTUSAN REKTOR No.159/H26/PP/2008.

YANG MEMBUAT PERNYATAAN

Jasiron

SEPEDA MOTOR 4-LANGKAH

Nama Mahasiswa : Jasiron Nomor Pokok Mahasiswa : 0715021012

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing

Harmen Burhanuddin, S.T., M.T A.Yudi Eka Risano, S.T., M.Eng NIP. 196906202000031001 NIP. 197607152008121002

2. Ketua Jurusan Teknik Mesin

Harmen Burhanuddin, S.T., M.T NIP. 196906202000031001

1. Tim Penguji

Ketua : Harmen Burhanuddin, S.T., M.T. ...

Anggota : A. Yudi Eka Risano, S.T., M.Eng. ...

Penguji Utama : Ir. Herry Wardono, M.Sc. ...

2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A. NIP. 19650510 1993 03 2008

THE ANALYSIS OF CATALYST INFLUENCE TO THE SIMPLE BROWN GAS INSTRUMENT IN IMPROVING 4 STROKES MOTORCYCLE ENGINE

PERFORMANCE By

JASIRON

The energy crisis problem and air pollution are big problems and need to solve immediately. Many efforts have been done to overcome the energy crisis, and one of the efforts is finding alternative fuel (new and renewable energy). One of innovations to improve energy efficiency in automotive is by injecting HHO gas (or brown gas) to the combustion chamber together with the fuel. The objective of this research is to compare between 4 strokes motorcycle engine performance that uses electrolizer and conventional 4 strokes motorcycle engine performance.

This research was conducted with some test variations including fuel comsumption tests in stationary and road condition, the acceleration level and emission test. The road test was conducted by running in 3 kilometers with steady speed. The acceleration test in conducted by speeding the engine from 0 to 80 km/h and 40 to 80 km/h with gear shifting, and from 40 to 70 km/h without gear shifting. Test ware divid into two part; test in normal condition and test in using electrolyzer. The electrolizer used two catalys variation; KHO and H2SO4. The

KOH variation ware 1 grams, 2 grams, and 3 grams. H2SO4 variation ware 1 ml, 2 ml and 3

ml. These catalys ware diluted into 300 ml distilated water.

The results show that the use of electrolizer is able to reduce fuel comsumption up to 27,3% in stationary engine test in 4500 rpm, and 27,5% in road test whitin 3 kilometers. The acceleration teset show that electrolyzer is able to speed up distance time up to 13,7% in 0 to 80 km/h acceleration. 2 grams KOH electrolyzer is able to reduce HC content up to 44,1% in 3000 rpm, and reduce 30% of CO pollutan concentration. KOH as catalys is consumsing lower electric eurrent compared with H2SO4in electrolysis test.

SEDERHANA TERHADAP PENINGKATAN PRESTASI SEPEDA MOTOR 4-LANGKAH

Oleh JASIRON

Permasalahan krisis energi dan polusi udara merupakan permasalahan besar dan harus segera dicarikan solusinya. Berbagai upaya telah dilakukan manusia untuk mengatasi krisis energi, diantaranya mencarikan bahan bakar alternatif (energi baru dan terbarukan). Dan melakukan penghematan pemakaian energi melalui penggunaan peralatan yang ber efisiensi tinggi. Salah satu bentuk inovasi untuk melakukan efisiensi energi pada kendaraan adalah dengan menambahkan/menginjeksikan gas HHO (Brown gas) ke dalam mesin pembakaran dalam bersama dengan BBM. Tujuan dari penelitian untuk membandingkan prestasi mesin speda motor 4 langkah dari yang menggunakan elektroliser dengan yang tanpa menggunakan elektroliser.

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa variasi pengujian diantaranya adalah pengujian komsumsi bahan bakar dalam kondisi stasioner dan road test, tingkat akselerasi dan pengujian emisi. Pengujian road test dilakukan dengan menempuh jarak 3 km yang berjalan secara konstan. Sedangkan pengujian akselerasi menempuh kecepatan 0-80 km/jam dan kecepatan 40-80 km/jam (dengan perpindahan gigi) dan kecepatan 40–70 km/jam (tanpa perpindahan gigi). Pengujian ini dibagi menjadi dua bagian yaitu kondisi normal dan kondisi dengan menggunakan elektroliser. Untuk penggunakan elektroliser menggunakan dua variasi katalis yaitu penggunaan KOH dan H2SO4. Untuk KOH variasi

yang digunakan adalah 1 gram, 2gram dan 3 gram. Sedangkan penggunaan H2SO4 variasi

yang digunakan adalah 1 ml, 2 ml. dan 3 ml. dan katalis tersebut dilarutkan kedalam 300 ml aquades.

Dari pengujian ini terbukti bahwa penggunaan elektroliser mampu menurunkan konsumsi bahan bakar hingga sebesar 27,3% pada pengujian stasioner pada putaran 4500 rpm, dan 27,5% pada pengujian road test dengan jarak 3 km. Sedangkan pada pengujian akselerasi 0-80 km/jam mampu mempercepat waktu tempuh sebesar 13,7%, akselerasi 40-80 km/jam mampu mempercepat waktu 8,3% dan akselerasi 40-70 km/jam mampu mempercepat waktu 7,6%. Untuk pengujian emisi, pada putaran 3000 rpm dengan penggunaan KOH 2 gram, elektroliser mampu menurunkan kandungan HC sebesar 44,1%, dan menurunkan konsentrasi polutan CO sebesar 30%. Pengujian kebutuhan arus untuk elektrolisis, penggunaan KOH sebagai katalisator lebih sedikit membutuhkan arus dibandingkan penggunaan H2SO4sebagai katalisator.

v

Halaman

Gambar 1.Siklus motor bakarbensin 4-langkah ... 7

Gambar 2. DiagramP-videal motor bensin 4-Langkah ... .. 8

Gambar 3. Rangkaian peralatan uji emisi gas buang ... 20

Gambar 4. Pemasukansampling probeke dalam pipa gas buang ... 20

Gambar 5. Grafik prosentase gas elektrolisis pada beberapa tingkatan suhu ... 24

Gambar 6. Proses elektrolisa air... 26

Gambar 7. Motor uji... 38

Gambar 8.Stopwatch... 38

Gambar 9. Gelasukur 100 ml ... 39

Gambar 10.Tachometer... 39

Gambar 11. Tangki bahan bakar buatan. ... 40

Gambar 12. Tabung elektroliser... 41

Gambar 13. Timbangan digital ... 41

Gambar 14. Tang Ampere... 42

Gambar 15.Fuel gas analyzer... 42

Gambar 16. Sketsa pemasanganbrown gas... 43

Gambar 17. Jalan pengujian akselerasi ... 52

vi Gambar 20. Pengaruh penggunaan katalis H2SO4 terhadap konsumsi bahan bakar

pada kondisistasioner... 59

Gambar.21.Perban dingan persentase penurunan konsumsi bahan bakar antara penggunaan katalis KOH dan katalis H2SO4... 62

Gambar 22.Grafik pengujianroad testdengan penggunaan katalis KOH ... 64

Gambar 23. Grafik pengujianroad testdengan penggunaan katalis H2SO4... 65

Gambar 24.Pengaruh penggunaan katalis KOH akselerasi 0–80 km/jam ... 68

Gambar 25.Pengaruh penggunaan katalis H2SO4akselerasi 0–80 km/jam ... 69

Gambar 26.Pengaruh penggunaan katalis KOH terhadap akselerasi 40–80 km/jam ... 70

Gambar 27.Pengaruh katalis H2SO4terhadap akselerasi 40–80 km/jam... 71

Gambar 28.Pengaruh penggunaan katalis KOH terhadap akselerasi 40–70 km/jam ... 72

Gambar 29.Pengaruh penggunaan katalis H2SO4terhadap akselerasi 40–70 km/jam ... 73

Gambar 30. Pengaruh penggunaan katalis KOH terhadap kandungan gas CO pada emisi gas buang... 76

Gambar 31. Pengaruh penggunaan katalis H2SO4 terhadap kandungan gas CO pada emisi gas buang ... 76

Gambar 32. Pengaruh penggunaan katalis KOH terhadap kandungan CO2dalam emisi gas buang... 80

Gambar 33. Pengaruh penggunaan katalis H2SO4terhadap kandungan CO2dalam emisi gas buang... 80

Gambar 34. Pengaruh penggunaan katalis KOH terhadap kandungan HC dalam gas sisa pembakaran... 84

v Gambar 36. Skemaperakitanelektroliser ... 90 Gambar 37. Permukaanplat (elektroda) setelahdigunakanuntuk proses elektrolisis 96

Halaman

DAFTAR ISI... i

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian... 3

C. Batasan Masalah ... 3

D. Sistematika Penulisan... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Motor Bakar ... 6

B. Motor Bensin 4-Langkah... 7

C. Sistem Pengapian ... 10

D. Sistem Karburator... 12

E. Proses Pembakaran... 13

F. Gas Buang ... 15

ii

J. Elektrolisis Air ... 26

1. Komponen Elektrolisis... 26

2. Cara Kerja Elektrolizer ... 28

K. Hidrogen ... 30

L. Air... 31

M. Asam Sulfat ... 32

N. Kalium Hidroksida ... 33

III. METODOLOGI PENELITIAN A. AlatdanBahanPengujian ... 37

1. Spesifikasi Motor Bensin 4-Langkah ... 37

2. Alat yang Digunakan ... 38

B. Persiapan Elektrolizer ... 43

C. Pemasangan Elektrolizer ... 43

D. Prosedur Pengujian ... 44

1. Prestasi Mesin ... 44

2. Pengujian Emisi... 49

E. Lokasi Pengujian ... 51

F. Diagram Alir Penelitian ... 52

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 55

iii

1. Akselerasi 0–80 km/jam ... 67

2. Akselerasi 40–80 km/jam ... 69

3.Akselerasi 40–70 km/jam ... 71

C. PengujianEmisi Gas Buang ... 74

1. Kandungan Gas CO ... 75

2. Kandungan Gas CO2... 79

3. Kandungan HC ... 84

D. Perakitandan Pengujian Kelistrikan ... 89

1. Perakitan... 89

2.Pengujian Kelistrikan ... 91

E. Sifat Larutan ... 95

F. Perbandingan Hasil Penelitian dengan Penelitian Lain ... 98

V. SIMPULAN DAN SARAN

A.

Simpulan... 100

B.

Saran ... 103 DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, Suminar. 1983.Kimia Organik.Erlangga. Jakarta.

Achmad, Hiskia. 1992. Elektrokimia dan Kinetika Kimia. Citra Aditya Bakti. Bandung.

Hidayatullah, Poempida., Mustari, F. 2008. Rahasia Bahan Bakar Air. Ufuk Publishing House. Jakarta.

Ismono. 2008. Pengaruh Penggunaan Water Injection Terhadap Prestasi Mesin Bensin 4 Langkah. Jurusan Teknik Mesin – Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Krist, Thomas. 1993.Dasar-Dasar Pneumatik.Penerbit Erlangga. Jakarta

Mustagfiry M. 2008.“Analisa Pemilihan Elektroliser Bahan Bakar Air Pada Sepeda Motor”.Universitas Muhammadiyah Malang. Malang.

Naratama E.2011. “Pengaruh Pengaplikasian Brown Gas (Elektrolizer) Terhadap Prestasi Motor Diesel 4 Langkah Dengan Variasi Arus Dan Tegangan Elektrolisis”.Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Pradana A. 2009.“Pengaruh Alat Penghemat BBM Pada Mesin Isuzu Panther Dilihat Dari Aspek Temperatur”. Universitas Diponegoro, Semarang.

Rahman, Arif . Y. 2010.Pengaruh Pengaplikasian Water Injection (Wa-i) Terhadap Prestasi Motor Bensin 4 Langkah 1600 CC.Jurusan Teknik Mesin–

Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Ramadhanny, D.”Kajian Eksperimental Pengaruh Penggunaan Gas Hasil

Elektrolisis Terhadap Unjuk Kerja Motor Diesel”. Institute Teknologi Sebelas Maret. Surabaya.

Sudirman, Urip. 2008.Hemat BBM Dengan Air. PT Kawan Pustaka. Jakarta.

Wahyudi, Amroni. 2010. Penghematan Penggunaan Premium Pada Kendaraan Bermotor Dengan Teknologi Gas Hidrogen. Jurusan Teknik Kimia-Universitas Negeri Malang. Jawa Timur.

Wardono, H. 2004. “Modul Pembelajaran Motor Bakar 4-Langkah”.Jurusan Teknik Mesin–Universitas Lampung. Bandar Lampung.

. 2011.http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen. Diakses: 27 Mei 2011. . 2011.http://id.wikipedia.org/wiki/Air. Diakses: 25 Juli 2011.

. 2012.http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium_hidroksida. Diakses: 5 Mei 2012. . 2012.http://elandalucy.blogspot.com/2008/11/phturbiditydhlkoagulasi.html.

Diakses 3 Mey 2012.

.2012.http://yefrichan.wordpress.com/2011/04/27/pengertian-fuel-cell/. Diakses 5 maret 2012.

iv Halaman

Tabel 1. Karakteristik KOH...34

Tabel 2. Format data konsumsi bahan bakar kondisi road test ... 48

Tabel 3 Format data pengujian akselerasi ...48

Tabel 4. Format data konsumsi bahan bakar kondisistationer... 49

Tabel 5. Format data emisi gas buang ...51

Tabel 6. Kebutuhan kelistrikan untuk proses elektrolisis...91

A. Motor Bakar

Motor bakar adalah alat yang berfungsi untuk mengkonversikan energi termal dari pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanis, dimana proses pembakaran berlangsung di dalam silinder mesin itu sendiri sehingga gas pembakaran bahan bakar yang terjadi langsung digunakan sebagai fluida kerja untuk melakukan kerja mekanis (Wardono, 2004). Motor bakar pada umumnya dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel dan motor bensin. Salah satu contoh dari motor bensin adalah sepeda motor.

Sepeda motor pertama kali dirancang dengan menggunakan mesin uap sebagai penggerak oleh Ernest Michaux seorang Perancis pada tahun 1868. Namun proyek rancangan ini tidak berhasil. Pada tahun 1885 Edward Butler mencoba membuat kendaraan lain yakni yang mempergunakan tiga roda dan menggunakan mesin pembakaran dalam sebagai penggerak motor tersebut. Pada tahun yang sama Gottlieb Daimler memperkenalkan ciptaannya berupa sepeda bermesin, dan dengan begitu dialah sebenarnya pencipta sepeda motor yang berhasil. Karena jenis kendaraan ini belum dikenal masyarakat banyak. Pada tahun 1892 Henry Hilderband dari Munich, Jerman Barat memperkenalkan sepeda motor model baru yang disusul lagi oleh Werner Brothe RS pada tahun 1897. Pada tahun 1885, Daimler memasangkan mesin empat langkah berukuran kecil pada sebuah sepeda kayu. Mesin diletakkan di

Katup

TMA

TMB

Katup keluar

Kepal a

Poros engkol

Batang engkol busi

tengah (antara roda depan dan belakang) dan dihubungkan dengan rantai ke roda belakang. Sepeda kayu bermesin itu diberi nama Reitwagen (riding car) dan merupakan sepeda motor pertama di dunia.

B. Motor Bensin 4-Langkah

Motor bakar bensin 4-langkah adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang beroperasi menggunakan udara bercampur dengan bensin dan untuk menyelesaikan satu siklusnya diperlukan empat langkah piston, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Siklus motor bakar bensin 4-langkah (Heywood, dalam Afrizal 2011).

Untuk lebih jelasnya proses-proses yang terjadi pada motor bakar bensin 4-langkah dapat dijelaskan melalui siklus ideal dari siklus udara volume konstan seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. DiagramP-vdari siklus ideal motor bakar bensin 4-langkah (Wardono, 2004)

Keterangan mengenai proses-proses pada siklus udara volume konstan dapat dijelaskan sebagai berikut (Wardono, 2004):

a. Proses 0_{1 : Langkah hisap (Intake)}

Pada langkah hisap campuran udara-bahan bakar dari karburator terhisap masuk ke dalam silinder dengan bergeraknya piston ke bawah, dari TMA menuju TMB. Katup hisap pada posisi terbuka, sedang katup buang pada posisi tertutup. Di akhir langkah hisap, katup hisap tertutup secara otomatis. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik konstan. Proses dianggap berlangsung pada tekanan konstan.

b. Proses 1_{2 : Langkah kompresi (Compression)}

Pada langkah kompresi katup hisap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Selanjutnya piston bergerak ke atas, dari TMB menuju TMA. Akibatnya campuran udara-bahan bakar terkompresi. Proses kompresi ini menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dan tekanan campuran

tersebut, karena volumenya semakin kecil. Campuran udara-bahan bakar terkompresi ini menjadi campuran yang sangat mudah terbakar. Proses kompresi ini dianggap berlangsung secara isentropik.

c. Proses 2_{3 : Langkah pembakaran volume konstan}

Pada saat piston hampir mencapai TMA, loncatan nyala api listrik diantara kedua elektroda busi diberikan ke campuran udara-bahan bakar terkompresi sehingga sesaat kemudian campuran udara-bahan bakar ini terbakar. Akibatnya terjadi kenaikan temperatur dan tekanan yang drastis. Kedua katup pada posisi tertutup. Proses ini dianggap sebagai proses pemasukan panas (kalor) pada volume konstan.

d. Proses 3_{4 : Langkah kerja/ekspansi (Expansion)}

Kedua katup masih pada posisi tertutup. Gas pembakaran yang terjadi selanjutnya mampu mendorong piston untuk bergerak kembali dari TMA menuju TMB. Dengan bergeraknya piston menuju TMB, maka volume gas pembakaran di dalam silinder semakin bertambah, akibatnya temperatur dan tekanannya turun. Proses ekspansi ini dianggap berlangsung secara isentropik.

e. Proses 4_{1 : Langkah buang volume konstan (Exhaust)}

Saat piston telah mencapai TMB, katup buang telah terbuka secara otomatis sedangkan katup hisap masih pada posisi tertutup. Langkah ini dianggap sebagai langkah pelepasan kalor gas pembakaran yang terjadi pada volume konstan.

f. Proses 1_{0 : Langkah buang tekanan konstan}

Selanjutnya piston bergerak kembali dari TMB menuju TMA. Gas pembakaran didesak keluar melalui katup buang (saluran buang) dikarenakan bergeraknya piston menuju TMA. Langkah ini dianggap sebagai langkah pembuangan gas pembakaran pada tekanan konstan. C. Sistem Pengapian

Sistem pengapian pada kendaraan menghasilkan tegangan tinggi yang diperlukan untuk membakar gas bahan bakar yang dimasukkan ke dalam ruang bakar (silinder) pada motor bensin. Sistem pengapian harus mampu menghasilkan percikan bunga api pada busi pada waktu yang tepat, yaitu beberapa derajat sebelum piston mencapai titik mati atas pada saat langkah kompresi, percikan bunga api ini akan membakar gas bahan bakar danengine menghasilkan tenaga.

Dalam beberapa tahun terakhir ini, sistem pengapian berkembang dengan pesat. Dahulu kita hanya mengenal sistem pengapian dengan menggunakan kontak point (platina) sistem ini dengan istilah “pengapian konvensional”.

Akhir–akhir ini banyak kendaraan menggunakan sistem pengapian elektronik.

1. Komponen Dasar Sistem Pengapian

Sistem pengapian mempunyai kemampuan untuk menaikan tegangan rendah (tegangan baterai 12 volt) menjadi tegangan yang sangat tinggi (20–30 kv), dan mendistribusikannya ke busi. Komponen yang dibutuhkan untuk mencapai hal tersebut antara lain:

 _{Baterai sebagai sebagai sumber awal sistem.}

 _{Kunci kontak, sebagai alat bantu bagi pengemudi/operator untuk} menghidupkan atau mematikan engine.

 _{Coil pengapian untuk meningkatkan tegangan baterai hingga mencapai} 20-30 kV.

 _{Busi sebagai komponen yang dapat mengubah energi listrik menjadi} percikan bunga api.

 _{Kontak poin, atau kelengkapan elektronik, berfungsi untuk} mengendalikan saat coil bekerja.

 _{Pengawatan, baik primer maupun sekunder, untuk menghubungkan satu} komponen ke komponen lain.

2. Cara Kerja Sistem Pengapian

Pada saat kunci kontak ON, arus listrik mengalir menuju sistem pengapian. Bila kontak poin menutup, arus juga akan menuju ke coil, inti coil menghasilkan energi magnet. Pada saat piston akan mencapai titik mati atas (TMA), pada saat langkah kompresi, kontak poin akan membuka, aliran arus terputus. Kondisi ini, coil kembali mengubah energi magnit menjadi energi listrik tegangan tinggi. Tegangan tinggi ini dialirkan ke busi dan busi mengubah energi listrik menjadi percikan bunga api yang akan membakar gas bahan bakar dan menghasilkan tenaga. Sedangkan bila kunci kontak diputus (OFF), arus listrik berhenti mengalir pada sistim, coil tidak bekerja dan tidak terjadi pengapian dan pembakaran, ini akan mematikan mesin.

D. Sistem Karburator

Karburator merupakan bagian dari sistem bahan bakar (fuel sistem) pada kendaraan yang berfungsi untuk mencampurkan bahan bakar dengan udara yang dikendalikan oleh pergerakan throttle dan kemudian dimasukkan ke ruang bakar. Mesin membutuhkan karburator karena bahan bakar yang dikirim ke dalam silinder mesin harus berada dalam kondisi mudah terbakar. Ini penting agar tenaga yang dihasilkan mesin bisa optimal. Bensin sedikit sulit terbakar bila tidak diubah menjadi bentuk gas. Selain itu bensin tidak dapat terbakar sendiri, harus dicampur dengan udara dalam perbandingan yang tepat (Daryanto,2003).

Secara sederhana prinsip dasar kerja karburator adalah ketika piston bergerak turun, saat itu udara akan tertarik masuk. Udara ini mengalir masuk ke karburator dan menyebabkan terjadinya penurunan kevakuman. Perbedaan tekanan kevakuman ini menarik bahan bakar masuk melalui lubang khusus. Jumlah udara maksimum yang masuk ke karburator, terjadi saat mesin berputar pada kecepatan tinggi dengan posisi katup throttle terbuka secara penuh (Daryanto dalam pradana 2009).

E. Proses Pembakaran

Pembakaran adalah reaksi kimia antara komponen-komponen bahan bakar (Karbon dan Hidrogen) dengan komponen udara (Oksigen) yang berlangsung sangat cepat, yang membutuhkan panas awal untuk menghasilkan panas yang jauh lebih besar sehingga menaikkan suhu dan tekanan gas pembakaran.

Elemen mampu bakar yang utama adalah karbon dan oksigen. Oksigen yang diperlukan untuk pembakaran diperoleh dari udara, yang merupakan campuran dari oksigen dan nitrogen. Udara campuran gas ini, mempunyai komposisi seperti berikut ini (dalam persen volume)

Nitrogen (N2) 78,03 %

Oksigen (O2) 20,90 %

Argon (Ar) 0,94 %

Karbon dioksida (CO2) 0,03 %

Gas-gas lainnya seperti hidrogen, helium, neon, kripton, xenon : 0,1 %. ( Krist, Thomas. 1993).

Selama proses pembakaran, butiran minyak bahan bakar menjadi elemen komponennya, yaitu hidrogen dan karbon, akan bergabung dengan oksigen untuk membentuk air, dan karbon bergabung dengan oksigen menjadi karbon dioksida. Jika tidak cukup tersedia oksigen, maka sebagian dari karbon, akan bergabung dengan oksigen menjadi karbon monoksida. Akibat terbentuknya karbon monoksida, maka jumlah panas yang dihasilkan hanya 30 persen dari panas yang ditimbulkan oleh pembentukan karbon monoksida sebagaimana ditunjukkan oleh reaksi kimia berikut (Maleev V.L., terjemahan Priambodo B. 1995).

reaksi cukup oksigen: CO₂ CO_2, reaksi kurang oksigen: C O CO

2 2

Keadaan yang penting untuk pembakaran yang efisien adalah gerakan yang cukup antara bahan bakar dan udara, artinya distribusi bahan bakar dan bercampurnya dengan udara harus bergantung pada gerakan udara yang disebut pusaran. Energi panas yang dilepaskan sebagai hasil proses pembakaran digunakan untuk menghasilkan daya motor bakar tersebut. Reaksi pembakaran ideal dapat dilihat di bawah ini :

C8H18+ 12,5(O2+ 3,773N2) 8 CO2+ 9 H2O + 12,5 (3,773 N2)

Dari reaksi di atas dapat dilihat bahwa N2 tidak ikut dalam reaksi

pembakaran. Reaksi pembakaran di atas adalah reaksi pembakaran ideal. Sedangkan reaksi pembakaran sebenarnya atau aktual dapat berupa seperti dibawah ini (Heywood dalam Naratama 2011) :

CxHy+ (O2+ 3,773N2) CO2+ H2O + N2+ CO + NOx+ HC

Secara lebih detail dapat dijelaskan bahwa proses pembakaran adalah proses oksidasi (penggabungan) antara molekul-molekul oksigen (‘O’) dengan

molekul-molekul (partikel-partikel) bahan bakar yaitu karbon (‘C’) dan hidrogen (‘H’) untuk membentuk karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O)

pada kondisi pembakaran sempurna. Disini proses pembentukan CO2 dan

H2O hanya bisa terjadi apabila panas kompresi atau panas dari pemantik telah

mampu memisah/memutuskan ikatan antar partikel oksigen (O-O) menjadi

partikel ‘O’ dan ‘O’, dan juga mampu memutuskan ikatan antar partikel

bahan bakar (C-H dan/atau C-C) menjadi partikel ‘C’ dan ‘H’ yang berdiri

sendiri. Baru selanjutnya partikel ‘O’ dapat beroksidasi dengan partikel ‘C’ dan ‘H’ untuk membentuk CO2 dan H2O. Jadi dapat disimpulkan bahwa

proses oksidasi atau proses pembakaran antara udara dan bahan bakar tidak pernah akan terjadi apabila ikatan antar partikel oksigen dan ikatan antar partikel bahan bakar tidak diputus terlebih dahulu (Wardono, 2004).

F. Gas Buang

Selama proses pembakaran, butiran minyak bahan bakar menjadi elemen komponennya, yaitu hidrogen dan karbon, akan bergabung dengan oksigen untuk membentuk air, dan karbon bergabung dengan oksigen menjadi karbon dioksida. Jika tidak cukup tersedia oksigen, maka sebagian dari karbon akan bergabung dengan oksigen menjadi karbon monoksida. Akibat terbentuknya karbon monoksida, maka jumlah panas yang dihasilkan hanya 30 persen dari panas yang ditimbulkan oleh pembentukan karbon monoksida.

Efek dari gas buang ini juga dapat menimbulkan efek rumah kaca yang tidak kita harapkan. Pada motor bakar konvensional emisi gas buang yang dihasilkan berupa HC, CO, CO2, O2, NOx dan partikulat lain. Berbagai

penelitian dilakukan untuk menurunkan kandungan emisi gas buang motor bakar konvensional itu sendiri. Emisi gas buang dihasilkan dari proses tidak sempurnanya pembakaran di ruang bakar, dimana hanya sebagian bahan bakar bereaksi dengan oksigen terutama di dekat dinding silinder antara torak dan silinder, hal ini pada umumnya disebabkan karena lemahnya api dan rendahnya temperatur pembakaran. Jika suhu pembakaran rendah dan perambatan nyala api lemah serta luasan dinding ruang bakarnya yang bersuhu rendah agak besar, kondisi ini akan dijumpai pada saat motor baru dihidupkan atau pada putaran langsam (idle), secara alamiah motor akan

banyak menghasilkan emisi gas buang yang dapat menyebabkan dampak negatif bagi kesehatan. Beberapa parameter yang dapat ditimbulkan dari gas buang kendaraan bermotor adalah sebagai berikut:

1. Karbon monoksida (CO)

Di dalam semua polutan udara maka CO adalah pencemar yang paling utama. Gas karbon monoksida mempunyai ciri yang tidak berbau, tidak terasa, serta tidak berwarna dimana gas ini terbentuk akibat adanya suatu pembakaran yang tidak sempurna. Kendaraan bermotor memberi andil yang besar dalam peningkatan kadar CO yang membahayakan. Semakin kecil kadar CO semakin sempurna proses pembakarannya dan bensin semakin irit, ini menunjukan bagaimana bahan bakar dan udara tercampur dan terbakar. Semakin tinggi kadar CO semakin boros bensinnya, ini menunjukan kurangnya udara dalam campuran.

Kendaraan bermotor 4-langkah untuk tahun pembuatan 2010 ke bawah, standar kandungan CO harus di bawah 5,5%. Sementara untuk motor 4-langkah tahun pembuatan di atas 2010 harus memenuhi syarat kadar emisi gas buangnya CO dibawah 4,5 % (KLH, 2006).

2. Hidrokarbon (HC)

Bensin adalah senyawa hidrokarbon, jadi apabila suatu senyawa hidrokarbon terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida (CO₂) dan air (H₂O). Sedangkan HC yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya

bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran. Hidrokarbon (HC) merupakan gas yang tidak begitu merugikan manusia, akan tetapi merupakan penyebab terjadinya kabut campuran asap (smog). Hidrokarbon terdapat pada proses penguapan bahan bakar pada tangki, karburator, serta kebocoran gas yang melalui celah antara silinder dan torak yang masuk ke dalam poros engkol yang biasa disebutblow by gases (gas lalu). Semakin kecil kadar HC, pembakaran akan semakin sempurna, ini menunjukkan sedikitnya bahan bakar yang terbuang. Semakin tinggi kadar HC semakin banyak sisa bahan bakar (gas yang tidak terbakar setelah gagal pengapian) yang terbuang pada proses pembakaran, dan banyak bahan bakar yang terbuang percuma (Havendri, 2006).

Kendaraan bermotor 4-langkah untuk tahun pembuatan 2010 ke bawah standar kandungan hidrocarbon (HC) maksimal 2.400 ppm. Sementara untuk motor 4-langkah tahun pembuatan di atas 2010 harus memenuhi syarat kadar emisi gas buangnya hidrokarbon (HC) maksimal 2.000 ppm (KLH, 2006).

3. Karbon

4. dioksida (CO₂)

Konsentrasi CO₂menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. Saat AFR berada di angka ideal, emisi CO₂ berkisar antara 12% sampai 15%. Apabila AFR terlalu kurus atau terlalu kaya, maka emisi CO₂akan turun secara drastis. Apabila CO₂berada dibawah 12%, maka harus melihat emisi lainnya yang

menunjukkan apakah AFR terlalu kaya atau terlalu kurus. Apabila CO₂ terlalu rendah tapi CO dan HC normal, menunjukkan adanya kebocoran exhaust pipe. Semakin tinggi kadar CO₂ semakin sempurna pembakarannya dan semakin bagus akselerasinya. Semakin rendah kadar CO₂ ini menandakan kerak di blok mesin sudah pekat harus overhoul engine(Havendri, 2006).

G. Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang

Agar mendapatkan hasil pengujian yang akurat maka prosedur pengujian juga harus dilakukan dengan sesuai prosedur yang telah ditetapkan sesuai standar ISO. Berdasarkan SNI emisi gas buang, cara pengujian kendaraan bermotor pada kondisi idle, yang sudah berdasakan acuan normatif dari ISO 3930/OIML R99, instrument for measuring vechicle exhaust emissions, edisi 2000 maka prosedur yang benar dalam pengujian emisi gas buang adalah sebagai berikut:

1. Persiapan kendaraan uji:

 _{Kondisi kendaraan yang akan di uji harus pada kondisi datar.}  _{Pipa gasbuang (knalpot) tidak bocor.}

 _{Temperatur mesin normal (60}0_{C sampai 70}0_{C atau sesuai dengan} rekomendasi manufaktur) dan sistem aksesoris (lampu) dalam kondisi mati.

 _{Kondisi temperatur tempat kerja pada 20}0_{C sampai 35}0_C. 2. Persiapan peralatan

Persiapangas analyzerdilakukan dengan tahapan sebagai berikut:  _{Pastikan bahwa alat sudah dalam kondisi terkallibrasi.}

 _{Hidupkan sesuai prosedur pengujian (sesuai dengan rekomendasi} manufaktur alat uji).

3. Pengukuran dan pencatatan

 _{Persiapkan kendaraan sesuai dengan langkah di atas.}  _{Siapkan alat uji sesuai langkah di atas.}

 _{Naikkan (akselerasi) putaran mesin hingga 1900 rpm sampai dengan} 2100 rpm kemudian tahan selama 60 detik dan selanjutnya kembalikan pada kondisiidle.

 _{Selanjutnya lakukan pengukuran pada kondisi idle pada putaran mesin} 800 rpm sampai dengan 1400 rpm atau sesuai dengan kondisi manufaktur.

 _{Masukanprobealat uji ke pipa gas buang (knalpot) sedalam 30 cm, bila} kurang 30 cm maka pasang pipa tambahan.

 _{Tunggu 20 detik dan lakukan pengambilan data konsentrasi gas CO} dalam satuan (%) dan HC dalam satuan ppm yang terukur dalam alat uji.

Gambar 3.Rangkaian peralatan uji emisi gas buang. (SNI 09-7118.2-2005) Untuk cara pemasangan alat pembaca gas pembakaran ke pipa gas buang (knalpot) adalah sebagai berikut:

Gambar 4. Pemasukan sampling probe ke dalam pipa gas buang (SNI 09-7118.2-2005)

H. Parameter Prestasi Motor Bensin 4-Langkah

Prestasi mesin biasanya dinyatakan dengan efisiensi thermal, ηth. Karena

pada motor bakar 4 langkah selalu berhubungan dengan pemanfaatan energi panas/kalor, maka efisiensi yang dikaji adalah efisiensi thermal. Efisiensi thermal adalah perbandingan energi (kerja/daya) yang berguna dengan energi yang diberikan. Prestasi mesin dapat juga dinyatakan dengan dayaoutputdan pemakaian bahan bakar spesifik engkol yang dihasilkan mesin. Dayaoutput engkol menunjukan daya output yang berguna untuk menggerakan sesuatu atau beban. Sedangkan pemakaian bahan bakar spesifik engkol menunjukkan seberapa efisien suatu mesin menggunakan bahan bakar yang disuplai untuk menghasilkan kerja. Prestasi mesin sangat erat hubungannya dengan parameter operasi, besar kecilnya harga parameter operasi akan menentukan tinggi rendahnya prestasi mesin yang dihasilkan (Wardono, 2004).

Untuk mengukur prestasi kendaraan bermotor bensin 4-langkah dalam aplikasinya diperlukan parameter sebagai berikut :

1. Konsumsi bahan bakar, semakin sedikit konsumsi bahan bakar kendaraan bermotor bensin 4-langkah, maka semakin tinggi prestasinya.

2. Akselerasi, semakin tinggi tingkat akselerasi kendaraan bermotor bensin 4-langkah maka prestasinya semakin meningkat.

3. Waktu tempuh, semakin singkat waktu tempuh yang diperlukan pada kendaraan bermotor bensin 4-langkah untuk mencapai jarak tertentu, maka semakin tinggi prestasinya.

4. Putaran mesin, putaran mesin pada kondisi idle dapat menggambarkan normal atau tidaknya kondisi mesin. Perbedaan putaran mesin juga menggambarkan besarnya torsi yang dihasilkan.

5. Emisi gas buang, motor dalam kondisi statis bisa dilihat emisi gas buangnya pada rpm rendah dan tinggi.

I. Brown gas

Brown gas adalah campuran gas hidrogen-hidrogen-oksigen (HHO) yang diperoleh dari peroses penguraian atau elektrolisis air (H2O). Dimana gas

tersebut dapat digunakan untuk menggerakkan mesin kendaraan. Pada tahun 1980 sampai 1998, Stanley Meyer seorang Amerika yang berasal dari kota Ohio juga telah mengembangkan bahan bakar gas yang dihasilkan dari proses elektrolisis air yang digunakan untuk menggerakkan mesin kendaraan.

Brown gas merupakan campuran dari hidrogen yang eksplosif dan oksigen yang sangat dibutuhkan dalam setiap proses pembakaran. Jadi sebetulnya terdapat dua proses untuk memanfaatkan air sebagai bahan bakar. Proses pertama yaitu penguraian air menjadi brown gas. Kemudian yang kedua adalah pembakaran brown gas itu sendiri yang menghasilkan energi. Selain dari energi, hasil pembakaranbrown gas juga menghasilkan uap air dan tidak memproduksi gas-gas polutan berbasis karbon (Meyer dalam Pradana, 2009). Untuk menghasilkan brown gas dibutuhkan sebuah generator. Pembuat generator brown gas yang sesuai dengan teknik dasar penemunya (Yull Brown) dibutuhkan biaya yang besar dan keahlian khusus. Namun hal itu

dapat disiasati dengan adanya inovasi dan implementasi dalam hal penentuan rangkaian mekanisme pembuatan generator brown gas sederhana dengan bahan-bahan lokal yang mudah diperoleh. Generator brown gas sederhana tersebut disebut elektroliser. Keuntungan dari penggunaan elektroliser adalah tidak perlu adanya perubahan pada komponen mesin dan biaya perakitan alatnya sangat murah dan mudah didapat.

J. Elektrolisis Air

Proses elektrolisis air adalah menguraikan H2O menjadi H2 dan O2 dengan

bantuan elektroda yang diberi tegangan listrik. Electrolyzers membuat hidrogen dengan melewatkan arus listrik melalui air yang mengandung elektrolit. Medan elektromagnetik perubahan struktur atom hidrogen (H2)

dan oksigen (02) ditemukan dalam air dari diatomik ke monoatomik. Selain

itu, ikatan neutron memegang H dan O rilis bersama. Seperti H dan O terpisah, H ditarik ke positif dan O untuk sumbu negatif electrolyzer, proses ini disebut disosiasi. Karena proses berlanjut, peningkatan volume, dan H dan gelembung gas O2 yang menempel pada sirip dari elektroliser menjadi

copot dan melayang ke atas. Sebagai monoatomik hidrogen dan gelembung gas oksigen memecah permukaan air mereka bergabung kembali dalam ruang udara di atas elektroliser sebagaibrown gas.

Faktor yang mempengaruhi elektrolisis antara lain adalah: 1. Energi penguraian air

Secara konvensional diperlukan energi sebesar 237,13 kJ untuk menghasilkan 1 mol hidrogen (H2) atau 2 g H2 =22,4 liter H2, sehingga

untuk membuat 1kg H2 diperlukan 32,935 kWh (Archer Energi Sistem,

Inc). 1 kg H2setara dengan energi 1 galongasoline.

2. Penggunaan katalisator

Katalisator misalnya KOH, H2SO4 dan lain-lain berfungsi mempermudah

proses penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen karena ion-ion katalisator mampu mempengaruhi kesetabilan molekul air menjadi menjadi ion H dan OH yang lebih mudah dielektrolisis. Dengan kata lain energi untuk menguraikan air menjadi lebih rendah.

3. Penggunaan energi panas

Pada pengoperasian elektrolisis dengan suhu 830oC, mampu memproduksi 177 liter hidrogen setiap jam dibandingkan dengan secara konvensional yang hanya 22,4 liter per jam, dengan energi listrik yang sama (Green Car Congress). Dengan densitas arus yang rendah dan temperatur yang tinggi akan diperoleh persentase gas lebih besar seperti ditunjukkan pada grafik berikut.

Gambar 5. Grafik persentase gas elektrolisis pada beberapa tingkatan suhu. (wahyudi, 2010)

4. Frekuensi resonansi

Material yang dioperasikan pada frekuensi yang sama dengan frekuensi natural material tersebut akan lebih cepat rusak karena beresonansi. Demikian juga yang dialami air jika diberikan frekuensi tertentu (pada percobaan Stanley Meyer frekuensi yang dipakai adalah 43430 Hz dan 143762 Hz) mampu menguraikan air dengan energi listrik yang lebih rendah.

5. Tegangan dan arus elektrolisis

Besar tegangan dan arus listrik berbanding lurus dengan banyak gas yang dihasilkan, karena terkait dengan kesetimbangan energi dalam proses elektrolisis. Dengan efisiensi 100 % diperlukan 3 KWh setiap meter kubik hidrogen pada temperatur 20oC. Efisiensi 100 % diperoleh jika tegangan antar elektroda sebesar 1,23 Volt, sedangkan tegangan selebihnya adalah terbuang sebagai panas. Pada umumnya elektroda yang dipakai seperti platinum danstainlesssteel mempunyai resistansi sehingga tegangan yang harus diberikan lebih dari 1,48 Volt. Intensitas arus pada elektroda adalah sebesar 0,4 A/cm2, jika intensitas dinaikkan akan memberi peluang korosi pada elektroda.

6. Fluida elektrolisis

Dalam produksi gas hidrogen, elektolisis methanol lebih hemat listrik dari pada elektrolisis metana (gas alam) sedangkan elektrolisis metana lebih hemat listrik dari pada elektrolisis air. Alkalin sering dipakai sebagai elektrolit yaitu larutan potasium hidroksida (KOH) dengan komposisi 20

-30% yang memberikan koduktifitas optimal dan tidak menimbulkan korosi pada elektroda stainless steel. Temperatur dan tekanan operasional dari elektrolosis tersebut adalah 70_-100oC dan 1,3 bar. Reaksi kimia pada proses elektroliser alkalin ditunjukkan sebagai berikut.

Pada elektroda katoda : 4H2O 4e



_2H2 _4OH Pada elektroda anoda : 4OH_{O2+ 4e}_2H2O Reaksi keseluruhan : 2H2O H2 O2

Gambar 6.Proses elektrolisa air (wahyudi, 2010) 1. Komponen Elektrolisis

Komponen penting yang menunjang proses elektrolisis untuk mmenghasilkan gas HHO adalah tabung elektroliser, elektroda (katoda dan anoda), larutan elektrolit, dan water trap (vaporiser).

a. Tabung Elektroliser

Tabung elektroliser merupakan tempat penampungan larutan elektrolit, sekaligus tempat berlangsungnya proses elektrolisis untuk menghasilkan gas HHO. Di dalam tabung ini terdapat dudukan

elektroda yang akan diberi arus listrik dari accu (baterai). Tabung elektroliser yang digunakan terbuat dari bahan kaca atau plastik tahan panas. Sebab, proses elektrolisis yang menghasilkan gas HHO yang akan memproduksi sejumlah panas.

b. Elektroda

Gas HHO yang dihasilkan dari proses elektrolisis terjadi akibat adanya arus listrik yang melewati elektroda dan akan menguraikan unsur-unsur air. Elektroda terdiri dari dua kutub yaitu anoda (+) dan katoda (-) yang dimasukkan kedalam larutan elektrolit. Jika elektroda tersebut diberi arus listrik akan muncul gelembung-gelembung kecil berwarna putih (gas HHO). Elektroda yang digunakan pada proses elektrolisa terbuat dari kawatstainless steelyang tahan karat.

c. Elektrolit

Elektrolit digunakan untuk menghasilkan gas HHO pada proses elektrolisis. Elektrolit terdiri dari air murni atau air destilasi dan katalisator. Katalisator akan larut dalam air murni dan menyatu membentuk larutan elektrolit. Katalis yang digunakan pada proses elektrolisis adalah sodium bikarbonat atau kalium hidroksida (KOH) atau soda kue.

d. Water Trap (vaporiser)

Vaporiser atau water trap yang digunakan untuk menghemat bahan bakar dengan air bertujuan untuk meningkatkan kinerja elektroliser. Alat ini berfungsi sebagai penangkap air agar tidak masuk kedalam ruang bakar. Selain itu alat ini berfungsi sebagai tangki penampung gas HHO sebelum masuk (terisap) ke dalam ruang bakar dan menambahkan uap air (water vapor) kedalam ruang bakar. Bahan bakar yang telah bercampur dengan udara dibakar di dalam ruang bakar bersama-sama dengan gas HHO.

Keuntungan menggunakanvaporisersebagai berikut:

1. Air tidak ikut terisap ke ruang bakar, sehingga mesin tidak tersendat pada saat akselerasi.

2. Tenaga mesin meningkat sekitar 10%.

3. Penghematan bahan bakar bertambah sekitar 5%.

4. Gas buang dari knalpot tidak berbau menyengat dan perih dimata, sehingga lebih ramah lingkungan (Hidayatullah, 2008).

2. Cara Kerja Elektroliser

Gas hidrogen hidrogen oksida (HHO) yang telah dihasilkan akan terisap oleh mesin. Gas tersebut terbentuk akibat adanya arus listrik yang berasal dari accu mobil 12 volt. Jika kedua kutub elektroda (katoda dan anoda) diberi arus listrik, elektroda tersebut akan saling berhubungan karena adanya larutan elektrolit sebagai penghantar listrik. Dengan adanya aliran listrik pada elektroda, menyebabkan timbulnya

gelembung-gelembung kecil bewarna putih. Inilah proses produksi gas hidrogen-hidrogen oksida (HHO) berlangsung.

Di dalam elektroliser, air (H2O) dipecah menjadi gas HHO atau sering

disebut sebagai brown gas. Elektroliser juga merupakan istilah lain untuk menyebut generator hidrogen. Elektroliser menghasilkan hidrogen dengan cara mengalirkan arus listrik pada media air yang mengandung larutan elektrolit. Medan magnet akan mengubah struktur atom hidrogen (H2) dan oksigen (O2) pada air dari bentuk diatomik

menjadi monoatomik. Selain itu, ikatan neutron yang mengikat partikel H dan O akan terlepas, sehingga partikel H akan tertarik ke kutub positif dan partikel O akan tertarik ke kutub negatif elektroliser. Inilah yang disebut sebagai disosiasi. Sejalan dengan proses tersebut, volume

dan gelembung gas H dan O yang melekat pada ‘fin’ elektroliser akan

bertambah, terlepas mengambang, dan kemudian bergerak naik. Saat gelembung gas hidrogen dan oksigen monoatomik terlepas dari permukaan air, partikel gas tersebut akan berikatan kembali di ruang udara sebagaibrown gasatau gas HHO.

Gas hidrogen dihasilkan oleh kutub katoda (-), sedangkan oksigen dihasilkan oleh kutub anoda (+). Gelembung-gelembung gas HHO akan bergerak ke permukaan larutan elektrolit dan melayang ke atas dan terhisap oleh putaran mesin. Selanjutnya, gas HHO bercampur dengan camnpuran bahan bakar dan udara dari karburator atau EFI. Setelah itu, gas HHO yang mempunyai nilai oktan lebih tinggi, secara otomatis

akan meningkatkan kalori bahan bakar (bensin atau solar). Bensin atau solar yang memiliki nilai oktan jauh di bawah gas HHO akan terbakar habis tanpa sisa (pembakaran sempurna). Semakin tinggi nilai oktan suatu bahan bakar, daya ledak yang dihasilkan akan lebih dahsyat. Efek ledakan tersebut membuat tenaga mesin akan meningkat dan konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit (Sudirman, 2008).

Keuntungan menggunakan gas HHO sebagai berikut:

1. Mampu menghemat 15% -37% bahan bakar (berdasarkan literatur), namun berdasarkan percobaan gas HHO mampu menghemat lebih dari itu, bahkan sampai 80%.

2. Tenaga mesin meningkat, sebab nilai oktan gas hidrogen lebih tinggi yaitu sekitar 130, dibandingkan dengan premium (86), pertamax (90), dan pertamax plus (92).

3. Gas HHO tidak merusak mesin justru menjadikan mesin lebih awet, sebab pembakarannya lebih sempurna.

4. Temperatur mesin lebih stabil.

5. Minyak pelumas (oli), tidak mudah hitam.

6. Lebih ramah lingkungan, terbukti dari asap knalpot yang bersih dan tidak menimbulkan jelaga (Sudirman, 2008).

K. Hidrogen

Hidrogen (bahasa Latin: hydrogenium, dari bahasa Yunani: hydro: air,genes: membentuk) adalah unsur kimia pada tabel periodik yang memiliki simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna,

tidak berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 atom hidrogen adalah unsur teringan di dunia.

Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas. Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286

kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

2 H2(g)+ O2(g)→ 2 H2O(l)+ 572 kJ (286 kJ/mol) (3)

Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560°C (http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen).

L. Air

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O : satu molekul air

tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik (Achmad, 1992).

Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengaliri arus listrik. Proses ini disebut elektroliis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, kemudian tereduksi menjadi gas H2

dan ion hidrokida (OHˉ). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan

elektron ke katoda. Ion H+dan OHˉ mengalami netralisasi sehingga terbentuk

kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dilihat pada persamaan.

2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) (1)

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan

sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen (Achmad, 1992).

Penguraian air berdasarkan persamaan termokimia adalah perubahan panas yang dikaitkan dengan suatu reaksi kimia. Suatu reaksi yang membebaskan kalor adalah reaksi eksoterm, dan suatu reaksi yang menyerap kalor adalah reaksi endoterm. Sehingga perubahan kalor dalam suatu reaksi kimia disebut perubahan entalpi. Penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen merupakan reaksi endoterm (Wood, 1984).

) ( 2 1 ) ( )

( _{2 2}

2O l H g O g

H   _{Δ H = +285,83 KJ}

M. Asam Sulfat

Asam sulfat adalah asam mineral yang kuat dengan rumus molekul H2SO4.

H2SO4ini adalah cairan yang sangat polar, memiliki dielektrik konstan sekitar

100. H2SO4 memiliki konduktivitas listrik tinggi, yang disebabkan oleh

autoprotolysis. Asam sulfat murni adalah sangat korosif tidak berwarna, cairan kental. Garam-garam dari asam sulfat disebut sulfat. Asam sulfat larut dalam air pada semua konsentrasi.

Reaksi hidrasi asam sulfat sangat eksotermik. Asam sulfat adalah zat pendehidrasi yang sangat baik dan digunakan untuk mengeringkan buah-buahan. Afinitas asam sulfat terhadap air cukuplah kuat sedemikiannya ia akan memisahkan atom hidrogen dan oksigen dari suatu senyawa. Sebagai contoh, mencampurkan pati (C6H12O6)n dengan asam sulfat pekat akan

menghasilkan karbon dan air yang terserap dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan asam sulfat) (wikipedia.org). H2SO4 adalah anion bisulfat dan

adalah anion sulfat. Afinitas asam sulfat untuk air cukup kuat bahwa hal itu akan menghapus hidrogen dan atom oksigen dari senyawa lain, misalnya, pati pencampuran (C6H12O6)n dan asam sulfat pekat akan

menghasilkan karbon unsur dan air yang diserap oleh asam sulfat (yang menjadi sedikit diencerkan). Pengaruh ini dapat dilihat ketika asam sulfat pekat yang tumpah di atas kertas, selulosa bereaksi untuk memberikan penampilan yang dibakar.

N. Kalium Hidroksida

Kalium hidroksida (KOH) ialah senyawa kimia yang merupakan besi logam yang amat beralkali. Senyawa ini kekadang juga disebut sebagai potasy

kaustik, lai potasy, dan kalium hidrat. Karakteristik dari KOH ini adalah sebagai berikut:

Tabel 1.Karakteristik KOH

Pemantapan fasa 2.044 g/sm3, pepejal

Keterlarutan dalam air 1100 g/L (25 °C) Titik lebur 406 °C

Titik didih 1320 °C

Tekanan wap 1.3hPa (719 ° C)

Kalium hidroksida ialah salah satu bahan kimia perindustrian utama yang digunakan sebagai dasar dalam berbagai proses kimia, termasuk:

 _{penyalutan kopolimer ester akrilat}

 _{minyak-minyak penyabunan untuk sabun cair}  _{bahan bantu perumusan untuk makanan}  _{agen pengawal pH}

 _{damar-damar polietilena}  _{pemprosesan tekstil}

Sebagian jenis ini juga digunakan untuk serbuk-serbuk pencuci, setengah pembersih gigi palsu, bahan cuci bukan fosfat, serta bahan-bahan pencuci parit atau pipa.

Bagi orang biasa, salah satu kegunaan KOH yang amat penting adalah untuk bateri alkali yang menggunakan larutan KOH sebagai elektrolit. Oleh itu, kalium hidroksida membantu membekalkan kuasa untuk lampu suluh, pengesan asap, dan barang-barang kegunaan rumah yang dikuasai oleh baterai. Kalium hidroksida juga merupakan bahan punar tak isotropi untuk

silikon (bahan punar ini mendedahkan satah-satah oktahedron). Teknik ini boleh juga mewujudkan piramid dan lubang punaran berbentuk tetap untuk kegunaan seperti MEMS.

Kekuatan basa sangat bergantung pada kemampuan basa tersebut melepaskan ion OH- dalam larutan dan konsentrasi larutan basa tersebut. Basa kuat bersifat korosif. Contoh senyawa yang tergolong basa kuat adalah natrium hidroksida (NaOH), kalium hidroksida (KOH), dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2), sedangkan ammonia (NH3) tergolong sebagai basa lemah. Kaustik merupakan istilah yang digunakan untuk basa kuat (Wordpress.com, 2008).

Katalis homogen yang banyak digunakan pada reaksi elektrolisis adalah katalis basa/alkali seperti kalium hidroksida (KOH) dan natrium hidroksida (NaOH) (Darnoko, D., 2000). Penggunaan katalis homogen ini mempunyai kelemahan yaitu: bersifat korosif, berbahaya karena dapat merusak kulit, mata, paru-paru bila tertelan, sulit dipisahkan dari produk sehingga terbuang pada saat pencucian,mencemari lingkungan, tidak dapat digunakan kembali (Widyastuti, L., 2007). Keuntungan dari katalis homogen adalah tidak dibutuhkannya suhu dan tekanan yang tinggi dalam reaksi. Sedangkan jenis katalis heterogen yang dapat digunakan pada reaksi elektrolisis adalah CaO, MgO. Keuntungan menggunakan katalis ini adalah: mempunyai aktivitas yang tinggi, kondisi reaksi yang ringan, masa hidup katalis yang panjang biaya katalis yang rendah, tidak korosif, ramah lingkungan dan menghasilkan

sedikit masalah pembuangan, dapat dipisahakan dari larutan produksi sehingga dapat digunakan kembali. (Bangun, N., 2008).

A. Alat dan Bahan Pengujian

1. Spesifikasi Sepeda Motor 4-langkah

Mesin uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah sepeda motor 4-langkah. Adapun spesifikasi dari mesin uji tersebut adalah sebagai berikut:

Merk dan tipe : Honda Supra Fit S Tipe mesin : 4 langkah, SOHC Sistem pendingin : Pendingin udara Jumlah silinder : 1 (satu)

Diameter x Langkah : 50 x 49.5 mm Kapasitas silinder : 97,1 cc Perbandingan kompresi : 9,0 : 1

Daya maksimum : 6.528 HP pada 8000 rpm Torsi maksimum : 0,74 kgf.m/6.000 rpm

Gigi transmisi : Rotary 4 Kecepatan (N-1-2-3-4-N)

Aki : 12 V / 5 Ah

Tahun Pembuatan : 2007

Gambar 7. Motor uji

2. Alat yang Digunakan

Berikut adalah alat-alat yang digunakan selama penelitian beserta keterangannya:

a. Stopwatch

Stopwatchdigunakan untuk mengukur waktu pada saat pengujian.

b. Gelas Ukur 100 ml

Gelas ukur 100 ml digunakan untuk mengukur volume bahan bakar. Digunakan sebagai wadah bahan bakar ketika proses pengambilan data. Sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar motor agar lebih mudah dalam proses pengukuran konsumsi bahan bakar.

Gambar 9.Gelas ukur 100 ml c. Tachometer

Tachometeryang dipakai dalam penelitian ini digunakan untuk mengetahui putaran mesin (rpm).

d. Perangkat Analog

Dalam penelitian ini,Speedometer, odometer,sudah berada dalam satu unit panel analog motor padadashboard.Speedometerdengan ketelitian

10 km/jam, odometerdengan ketelitian 100 m.

e. Tangki Bahan Bakar Buatan

Digunakan sebagai wadah bahan bakar ketika proses pengambilan data. Sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar motor agar lebih mudah dalam proses pengukuran konsumsi bahan bakar.

Gambar 11Tangki bahan bakar buatan. f. Elektroliser

Elektroliser adalah alat yang digunakan untuk memecah air menjadi gas hidrogen.

Gambar 12.Tabung elektroliser g. Tool Kit

Digunakan untuk memasang unit elektroliser. h. H2SO4dan KOH

Sebagai katalisator yang berfungsi mepercepat laju proses penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen.

i. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk menimbang katalis.

Gambar 13.Timbangan digital j. Tang Ampere

Digunakan untuk mengukur arus yang dibutuhkan untuk proses elektrolisis

Gambar 14.Tang ampere k. Fuel Gas Analyzer

Fuel gas analyzerdigunakan untuk mengukur gas buang hasil pembakaran.

B. Persiapan Elektroliser

Elektroliser ini dibuat dengan menggunakan tabung yang terbuat dari kaca. dengan tutup terbuat dari plasik. Elektroda yang digunakan adalah 2 plat stainlees style. Pada tutup dibuat 2 lubang, lubang pertama untuk menghantarkan gas HHO ke karburator, sedangkan lubang ke dua dengan menggunakan babler sebagai aliran udara agar bisa masuk ke dalam tabung. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan sebelumnya, bahwa sesuai dengan kebutuhan listrik untuk proses elektrolisis. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh pradana tahun 2009 yang menggunakan KOH sebagai katalis dan penelitian riza pada tahun 2008 yang menggunakan H2SO4 sebagai katalis pada elektroliser. Maka

pada penelitian ini menggunakan 2 variasi katalisator yaitu menggunakan KOH dan H2SO4 dengan konsentrasi 92% yaitu KOH (1 gram, 2 gram, 3 gram) dan

H2SO4 (1 ml, 2 ml, 3 ml) dilarutkan ke dalam aquades 300 ml.

C. Pemasangan Elektroliser

Untuk sketsa pemasangan perangkat brown gas sederhana pada sepeda motor dapat dilihat pada Gambar 16.

D. Prosedur Pengujian

1. Pengujian prestasi mesin dengan kondisi motor tanpa menggunakan elektroliser.

2. Pengujian konsumsi bahan bakar (road test) dengan kondisi motor menggunakan elektroliser.

Pengujian pada penelitian ini dikelompokkan menjadi dua yaitu pengujian emisi dan pengujian berjalan. Adapun prosedur pengujiannya sebagai berikut.

1. Prestasi Mesin

Data yang diambil dalam pengujian ini adalah: Pengujian prestasi mesin pada pengujian berjalan ini untuk melihat perbandingan karakteristik kondisi tanpa elektroliser dan menggunakan elektroliser. Data yang diambil tiap pengujiannya melalui road test pada cuaca dan lokasi pengujian yang sama (permukaan kering) dengan beban kendaraan dan cara berkendara yang juga sama. Data–data yang ditampilkan pada pengujian road test adalah data konsumsi bahan bakar (ml) pada kecepatan konstan 50 km/jam untuk jarak 3 km dengan bukaan gas yang sama dan data akselerasi dari keadaan diam (detik).

a. Konsumsi bahan bakar pada kecepatan konstan pada jarak 3 km

Persiapan yang perlu dilakukan adalah botol berkapasitas 200 ml. Kemu-dian botol tampung disambungkan dengan rapat bersama selang bensin dan

diikat ke sisi samping sepeda motor, setelah itu botol tersebut diisi dengan bensin yang sudah disiapkan. Kemudian dilakukan pengujian dengan kondisi motor tanpa elektroliser. Jarak tempuh dapat diukur pada odometer, dan dijaga kecepatan yaitu 50 km/jam. Bensin yang tersisa diukur dengan gelas ukur, kemudian jumlah bensin awal dikurangkan dengan jumlah bensin yang tersisa, maka didapatkan jumlah bensin yang terpakai pada kondisi normal. Selanjutnya pengujian dengan kondisi motor menggunakan elektroliser. Teknis pengambilan data dilakukan dengan cara berkendara yang sama (perpindahan gigi secara teratur dan berjalan secara konstan), kondisi jalan yang sama dan pada kondisi jalan yang kering. Pengujian dilakukan pada siang hari dengan beban kendaraan yang sama. Format pencatatan data mengenai konsumsi bahan bakar dapat dilihat pada tabel 2 dan tabel 3.

b. Akselerasi dari keadaan diam 0–80 km/jam (detik)

Pengujian akselerasi menggunakan kondisi sepeda motor tanpa elektroliser dan menggunakan elektroliser. Setelah semua persiapan dilakukan, sepeda motor yang telah dinyalakan harus dalam keadaan berhenti (0 km/jam). Ketika gas mulai ditekan, stopwatch mulai diaktifkan. Setelah sampai pada kecepatan yang diinginkan (80 km/jam), stopwatch dinon-aktifkan kemudian dicatat waktu tempuhnya. Untuk mencapai kecepatan yang diinginkan (80 km/jam), pengendara melakukan perpindahan gigi yang

teratur dan sesuai setiap pengujian. tabel 4 menampilkan format data akselerasi pada pengujian.

c. Akselerasi dari keadaan berjalan 40–80 km/jam (detik)

Parameter elektroliser yang digunakan dan langkah-langkahnya sama seperti pada pengambilan data akselerasi dari keadaan diam, hanya saja stopwatchmulai diaktifkan ketika kecepatan awal yaitu 40 km/jam hingga kecepatan akhir yang diinginkan (80 km/jam) melakukan perpindahan perseneling dari gigi 1 sampai gigi 4. Pada tabel 5 ditampilkan salah satu jenis pengujian data akselerasi. Tabel ini menampilkan data akselerasi pengujian kecepatan 40 hingga 80 km/jam.

d. Akselerasi dari keadaan berjalan 40–70 km/jam (detik)

Parameter elektroliser yang digunakan dan langkah-langkahnya sama seperti pada pengambilan data akselerasi dari keadaan diam, hanya saja stopwatchmulai diaktifkan ketika kecepatan awal yaitu 40 km/jam hingga kecepatan akhir yang diinginkan (70 km/jam) pada kondisi gear transmisi statis yaitu pada gigi 4. Pada tabel 6 ditampilkan salah satu jenis pengujian data akselerasi. Tabel ini menampilkan data akselerasi pengujian kecepatan 40 hingga 80 km/jam.

e. Pengujianstasioner

Pengujian ini dilakukan untuk melihat konsumsi bahan bakar yang digunakan pada kondisi diam (stasioner) dan membandingkan karakteristik motor tanpa menggunakan elektroliser dengan motor yang menggunakan elektroliser. Persiapan pertama yang dilakukan adalah memanaskan mesin agar kondisi mesin di saat pengujian sudah optimal. Kemudian putar setelan gas di bagian karburator untuk menentukan putaran mesin yang dipakai dalam pengujian. Putaran mesin yang dipakai pada pengujian ini yaitu 1000 rpm, 3000 rpm dan 4500 rpm.

Pengujian dimulai dengan mengisi bahan bakar pada tangki buatan yang mana bahan bakar tersebut telah diukur terlebih dahulu melalui gelas ukur. Selanjutnya elektroliser disambungkan ke karburator, setelah itu mesin dihidupkan dengan menghitung waktu pengujian menggunakan stopwatch (5 menit). Setelah waktu pengujian selesai, mesin dimatikan serta stopwatchdinon-aktifkan. Kemudian bahan bakar yang terisi dalam tangki buatan tersebut sisanya dituangkan kembali ke dalam gelas ukur untuk menghitung jumlah yang terpakai dalam menit/liter.

Tabel 2. Format data konsumsi bahan bakar kondisiroad test no kadar katalis pengujian ke konsumsi bahan bakar (ml) rata-rata 1 tanpa elektroliser 1 2 3 2 1 2 3 3 1 2 3 4 1 2 3

Tabel 3. Format data pengujian akselerasi

Pengujian Ke

KADAR KATALIS tanpa

elektroliser

KOH H2SO4

1 gram 2 gram 3 gram 1 ml 2 ml 3 ml waktu (s) 1 2 3 rata-rata Persentasi

Tabel 4.Format konsumsi bahan bakar kondisistasioner . no kadar katalis pengujian ke

konsumsi bahan bakar (ml) 1000 rpm 3000 rpm 4500 rpm 1 tanpa

elektroliser 1 2 3 2 1 gram

1 2 3 3 2 gram

1 2 3 4 3 gram

1 2 3

2. Pengujian Emisi

Pengujian emisi dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan Elektroliser terhadap emisi gas buang. Berikut ini skema pengujian emisi gas buang pada sepeda motor :

Pengujian emisi dilakukan pada kondisi stasionerdengan mengikuti prosedur sebagai berikut:

1. Pemanasan Mesin

Tujuan dilakukannya pemanasan mesin adalah untuk mempersiapkan mesin pada kondisi kerja.

Setelah mesin berada pada kondisi kerja kemudian dilakukan kalibrasigas analizer. Kalibrasi ini dilakukan secara otomatis setelah tombol ON pada gas analyzer ditekan. Dengan posisi sensor sudah berada pada saluran buang dan nilai-nilai kadar gas buang mulai terbaca pada disuplai gas analyzer.

3. Pengujian tanpa menggunakan Elektroliser.

Data yang didapatkan dari hasil pengukuran ini digunakan sebagai pembanding dengan data pada pengukuran menggunakan elektroliser. Langkah-langkah pengukuran sebagai berikut:

• Mesin dalam keadaan menyala dalam kondisiidle1000 rpm danprobe sensor sudah dimasukkan dalam knalpot.

• Nilai pada fuel gas analyzer diprint datanya setelah 5 menit motor dihidupkan.

• Kemudian dengan langkah yang sama pula, pengukuran dilakukan kembali untuk putaran mesin yang berbeda yaitu 3000 rpm.

4. Pengujian menggunakan elektroliser

Setelah pengukuran pertama selesai maka pengukuran kedua dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

• Setelah mesin dimatikan kemudian elektroliser dipasang di sepeda motor 4-langkah.

• Setelah elektroliser terpasang, mesin dihidupkan kembali lalu pengukuran diulang kembali sesuai urutan pengukuran pertama.

• Pengukuran dilakukan dengan pergantian variasi kadar katalis pada elektroliser.

Tabel 5. Format data emisi gas buang putaran mesin pengulangan kadar CO (%) kadar HC ppm kadar CO2 (%)

kadar O2 (%)

1000 rpm 1

2

3000 rpm 1

2

4500 rpm 1

2

E. Lokasi Pengujian

Adapun lokasi pengujian emisi gas buang dilakukan di dealer MITSUBISHI BUDI BERLIAN Jl. Lintas Sumatra,Natar, Lampung Selatan. sedangkan pengujian konsumsi bahan bakar stasioner (diam) dan akselerasi dilakukan di Universitas Lampung. Sedangkan pengujian konsumsi bahan bakar road test (berjalan) dilakukan di PKOR, Way Halim, Bandar Lampung.

Gambar 17.Jalan pengujian akselerasi

F. Diagram Alir Penelitian

Untuk diagram alir pada penelitian ini ditunjukkan oleh Gambar 18 sebagai berikut.

Gambar 18.Diagram alir prosedur pengujian Data

Hasil dan Pembahasan

Simpulan dan Saran

Penulisan Laporan

Laporan Tugas akhir

Persiapan alat uji dan alat ukur

Servis rutin Data elektroliser dan

kendaraan bermotor

Pembuatan elektroliser

Pemasangan elektroliser pada motor

Pengujian:

1. Pengujian diam (stasioner) 2. Pengujian berjalan(road teset)

Katalis H2SO4variasi:

1ml, 2ml, 3ml Katalis KOH variasi:

1 gram, 2 gram, 3 gram

Pengujian normal

Dan Allah mengeluarkan kamu dari perut ibumu dalam

keadaan tidak mengetahui sesuatupun, dan Dia memberi kamu

pendengaran, penglihatan dan hati, agar kamu bersyukur

(QS. An Nahl : 78)

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka

apabila kamu telah selesai dari suatu urusan, kerjakanlah

urusan yang lain dan hanya kepada allah hendaknya kamu

berharap

(QS. Al insyirah : 6-8)

Dan agar orang - orang yang telah diberi ilmu , meyakini

bahwasanya hati mereka kepadanya dan sesungguhnya Allah

adalah pemberi petunjuk bagi orang - orang yang beriman

kepada jalan yang lurus

[Q.S Al-Hajj (22) : 54]

Cukuplah Ia Dikatakan Bodoh Apabila Ia Merasa

Takjub Dengan Ilmunya, Dan Cukuplah Ia Dikatakan

A. LatarBelakang

Permasalahan krisis energi dan polusi udara merupakan permasalahan besar dan harus segera dicarikan solusinya. Diikuti dengan peningkatan pemakaian bahan bakar minyak bumi sehingga cadangan minyak bumi semakin berkurang sedangkan kebutuhan akan minyak bumi terus bertambah. Semakin tingginya pemakaian BBM membuat pengeluaran anggaran negara untuk mensusidi BBM juga meningkat. Disatu sisi pemerintah sedang membahas program pengurangan subsidi BBM. Hal ini akan berdampak terhadap lonjakan harga BBM yang melambung tinggi. Kondisi demikian membuat sebagian orang mencari bahan bakar alternatif selain minyak bumi dan berusaha menghemat konsumsi bahan bakar.

Berbagai upaya telah dilakukan manusia untuk mengatasi krisis energi, diantaranya mencarikan bahan bakar alternatif (energi baru dan terbarukan). Akan tetapi, upaya ini juga harus didukung dengan upaya lainnya yaitu operasi mesin yang memiliki efisiensi pembakaran yang tinggi dari bahan bakar sehingga prestasi mesin dapat meningkat.

pembakaran dalam bersama dengan BBM. Gas HHO ini dihasilkan dari proses elektrolisis air dengan penambahan katalis KOH atau H2SO4. Penambahan gas

HHO pada mesin pembakaran dalam dapat meningkatkan kualitas pembakaran karena gas ini memiliki nilai oktan yang tinggi.

Berdasarkan pengujian Poempida Hidayatullah dan Futung Mustari pada bulan Mei 2008, tentang penggunaan perangkat brown gas (elektoliser) pada dua jenis kendaraan roda empat yang berbahan bakar bensin dan solar, didapatkan hasil bahwa, efisiensi pada Toyota Avanza meningkat 39,03% atau rasio jarak tempuh rata-ratanya naik menjadi 1:18,07 km, dimana pada kondisi standard rasionya 1:13 km, dan efisiensi pada Mitsubishi L-300 meningkat 93,98% atau rasio jarak tempuh rata-ratanya naik menjadi 1:23,27 km, dimana kondisi standard rasionya 1:12 km.

Pengujian lain yang dilakukan oleh Egi Naratama dengan variasi arus 5 dan 10 Ampere serta variasi tegangannya 3, 6, 9, dan 12 Volt, pada motor diesel 4-langkah. Hasil pengujian menyatakan bahwa terjadi kenaikan daya engkol yang mencapai 0.11345 kW atau 5,47% pada penggunaan elektroliser dengan besar arus 10 Ampere dan tegangan 12 Volt, dan terjadi penurunan pemakaian bahan bakar spesifik engkol yang mencapai 0,00807 kg/kWh atau 6,32% pada penggunaan elektroliser 5 Ampere 12 Volt.

Untuk mendapatkan hasil yang maksimal dari kerja perangkat brown gas (elektroliser) dibutuhkan pengujian lanjutan tentang pengaruh penggunaan perangkat Brown gas (HHO) atau elektroliser terhadap prestasi mesin dan emisi gas buang sepeda motor 4-langkah dengan memvariasikan kadarkatalisnya. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan pengujian tentang Pengaruh Pengaplikasian Generator Brown GasSederhana (Elektroliser) Terhadap Prestasi Mesin dan Emisi Gas Buang pada Sepeda Motor 4–Langkah dengan Variasi Katalisator.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mengetahui pengaruh dari jenis dan kadar katalis, terhadap peningkatan prestasi mesin dan emisi gas buang sepeda motor 4-langkah, dibandingkan dengan prestasi dan emisi gas buang sepeda motor 4-langkah yang tanpa menggunakan elektroliser.

C. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini ada beberapa batasan masalah yang diambil, yaitu:

1. Mesin yang digunakan dalam penelitian ini adalah sepeda motor 4-langkah (100cc), kondisi standar pabrik dan telah dilakukan tune-up/servis rutin sebelum pengujian dilakukan.

2. Air yang digunakan untuk fluida kerja padabrown gasadalah air aquades. 3. Elektroliser yang digunakan adalahsingel cellatau tabung tunggal.

4. Katalis yang digunakan adalah KOH dan H2SO4.

5. Tegangan dan arus yang digunakan untuk elektroliser adalah ACCU motor dengan tegangan 12 volt.

D. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah: I. PENDAHULUAN

Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan dari penelitian ini.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Memuat tentang teori dasar motor bakar bensin 4-langkah, teori pembakaran, HHO, elektroliser, H2SO4dan KOH.

III. METODE PENELITIAN

Terdiridari tahapan-tahapan persiapan sebelum pengujian, prosedur pengujian, dan diagram alir pengujian.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan pembahasan dari data - data yang diperoleh pada pengujian kinerja speda motor 4-langkah dan data dari metode regenerasi.

V. SIMPULAN DAN SARAN

Hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

dan

harapan menggapai ridho-Nya

kupersembahkan skripsi ini untuk

Ayahanda, Ibunda dan Adikku

Atas segala pengorbanan yang tak

terbalaskan, kesabaran, keikhlasan, doa,

cinta dan kasih sayangnya

Adinda Tersayang

Yang telah memeberikan semangat

tersendiri dalam menjalani hidup ini dan

semoga Allah SWT akan Tetap

menjadikannya sebagai yang terbaik

Keluarga Besar Penulis

Teman-teman Seperjuangan Penulis

Mesin 07

Penulis dilahirkan di Lampung Tengah pada tanggal 31 Desember 1988, sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan Sukisman dan Rujiah.

Pendidikan di Sekolah Dasar Negeri 02 Surabaya, Padang Ratu diselesaikan pada tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 01 Padang Ratu diselesaikan pada tahun 2004, Sekolah Menengah Atas 01 kalirejo diselesaikan pada tahun 2007 dan pada tahun 2004 penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Penelusuran Kemampuan Akademik dan Bakat (PKAB).

Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten praktikum material teknik dan fenomena dasar mesin. Aktif di organisasi Dewan Perhimpunan Mahasiswa Fakultas Teknik sebagai Ketua (2009/2010) serta beberapa organisasi lainnya dilembaga kemahasiswaan Universitas Lampung. Penulis mengambil konsentrasi mata kuliah pilihan pada bidang Konversi Energi. Pada Januari 2011 penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Pengaruh Katalis Pada Perangkat Brown Gas Sederhana Terhadap Peningkatan Prestasi Sepeda Motor 4-Langkah dibawah bimbingan Harmen Burhanudin, S.T., MT. dan A. Yudi Eka Risano, S.T., M.Eng

Assalamu’alaikumWr.Wb.

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, atas rahmat dan hidayah-NYA skripsi ini sehingga dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul “Analisis Pengaruh Katalis Pada Perangkat Brown Gas

Sederhana Terhadap Peningkatan Prestasi Sepeda Motor 4-Langkah ” adalah

salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Mesin di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada segenap pihak yang telah membantu, sehingga pelaksanaan dan penulisan skripsi ini dapat berjalan dengan baik. Ucapan terima kasih tersebut layak penulis hanturkan kepada:

1. Ibu Dr. Ir. Lusmelia Afriani DEA.

2. , selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

3. Bapak Harmen Burhanudin, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung dan pembimbing utama yang telah membimbing serta memberikan pengarahan selama penulis melaksanakan pengujian dan menyelesaikan skripsi ini.

menyelesaiakan skripsi ini.

5. Bapak Ir. Herry Wardono, M.Sc. selaku penguji dalam sidang sarjana 6. Bapak Ir Nafrizal MT. selaku pembimbing akademik

7. Seluruh staf pengajar jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan ilmunya kepada penulis dan staf administrasi jurusan Teknik Mesin yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan studi di jurusan Teknik Mesin.

8. Kedua Orang tua-ku yang telah memberikan bimbingan moril maupun spiritual dan juga atas nasehat dando’anya.

9. Bapak Supapto dan Mas Nanang MITSHUBISHI Budi Berlian.

10. Adinda Eka Ratnawati, terimakasih atas segala doa bantuan, serta dukungannya yang telah memberikan semangat tersendiri.

11. Teman-Teman (Riyan Arizona S.T., JoniYanto, Meylia, Ragil Kurniawan, Imam, Efri, Bakung), serta rekan-rekan teknik Mesin ’07 atas semangat dan bantuannya.

12. Rekan penelitian di Laboratorium Motor Bakar (Prima, dan Dimas) terima kasih atas segala saran serta bantuannya.

13. Mas Agus (teknisi Laboraotium Motor Bakar) terima kasih atas segala bantuannya.

14. Teman-teman di UKM Penelitian Universitas Lampung, terimakasih untuk semangat dan doa serta dukungannya selama ini.

dan lupa. Maka penulis berharap adanya saran dan kritikan yang membangun demi perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya.

Bandar Lampung, Mey 2012 Penulis,

A. Simpulan

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan serta data-data dari hasil pengujian yang kemudian dibahas dalam pembahasan, maka didapatkan beberapa kesimpulan dari pengujian penggunaan elektroliser dengan menggunakan katalis KOH dan H2SO4yang

dihubungkan ke karburator terhadap prestasi dan emisi gas buang sepeda motor 4-langkah 100 cc. Kesimpulannya adalah sebagai berikut:

1. Pengujian konsumsi bahan bakar baik yang melalui road test (berjalan) maupun yang stationer (diam), penggunaan elektroliser secara keseluruhan mampu menurunkan tingkat konsumsi bahan bakar. Penggunaan katalis KOH dalam menurunkan konsumsi bahan bakar lebih baik dibandingkan penggunaan katalis H2SO4. Untuk pengujian stationer (diam), semakin rendah putaran mesin

penggunaan elektroliser disetiap variasi katalis dan kadarnya semakin besar kemampuanya dalam menurunkan konsumsi bahan bakar. Salah satu contohnya pada pemakaian 2 gram KOH padaputaran 1000 rpm penurunan konsumsi bahan bakar mencapai 32,7% sedangkan pada putaran 4500 rpm mencapai 19,2 %.

Pemakaian 2 ml H2SO4pada putaran 1000 rpm mencapai 26,9% sedangkan pada

putaran 4500 rpm hanya mencapai 18,18%.

2. Hasil pengujian stationer pada putaran 1000 rpm menunjukkan bahwa, pada putaran rendah penggunaan katalis KOH semakin sedikit kadar katalis semakin hemat bahan bakar. Dalam hal ini penggunaan 1 gram KOH mampu menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 33,4% sedangkan penggunaan 3 gram KOH hanya mampu menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 31,8% dari kondisi normal. 3. Data hasil pengujian emisi gas buang menunjukkan bahwa, semakin tinggi putaran

mesin maka semakin besar kandungan CO pada gas sisa pembakaran. Penggunaan elektroliser dengan katalis KOH pada setiap variasi kadar mampu menurunkan kandungan gas CO pada gas sisa pembakaran. Sedangkan pada kondisi penggunaan katalis H2SO4 penurunan gas CO tidak lebih dari 5,5% dari kondisi

normal. Pada kondisi putaran 4500 rpm penggunaan katalis H2SO4kandungan CO

pada gas sisa pembakaran mengalami peningkatan (tertinggi 6,5% dari kondisi normal). Semakin banyak katalis KOH maka semakin baik dalam menurunkan kandungan CO (dalam pengujian ini 3 gram). Pada penggunaan elektroliser, semakin tinggi putaran mesin maka kemampuan menurunkan kandungan CO semakin kecil.

4. Semakin tinggi putaran mesin maka kandungan HC pada gas sisa pembakaran semakin sedikit. Penggunaan elektroliser pada putaran 1000 rpm dan 3000 rpm dapat menurunkan kandungan HC dari gas sisa pembakaran. Padaputaran 4500

rpm pengunaan elektroliser menaikan kandungan HC lebih dari 17% dari kondisi normal (disetiap variasi katalis).

5. Penggunaan elektroliser baik yang menggunakan katalis KOH maupun yang menggunakan katalis H2SO4 tidak begitu berpengaruh terhadap perubahan

kandungan CO2pada gas sisa pembakaran.

6. Penggunaan elektroliser meningkatkan tingkat ekselerasi dibandingkan dengan kondisi normal.

7. Semakin banyak kadar katalis semakin besar arus yang dibutuhkan. Semakin tinggi putaran mesin maka semakin besar suplai listrik yang dihasilkan. Penggunaan katalis H2SO4membutuhkan arus yang lebih besar dibandingkan pada

penggunaan katalis KOH.

B. Saran

Untuk kesempurnaan hasil penelitian lanjutan disarankan sebagai berikut:

1. Melakukan pengujian dengan menggunkan katalis lainnya yang bersifat basah kuat.

2. Melakukan pengujian dengan menggunakan KOH dan H2SO4 dengan konsentrasi

3. Melakukan Pengujian dengan menggunakan plat atau elektroda dengan material yang berbeda.

4. Melakukan penelitian lanjutan gabungan antara penggunaan elektroliser dengan penggunaan zeolite atau zat aditif.

Saya menyadari isi skripsi ini masih terdapat kekurangan dan belum dapat dikatakan sempurna, karena penulis hanya manusia biasa yang tak luput dari salah dan lupa. Maka penulis berharap adanya saran dan kritikan yang membangun demi perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya.

Bandar Lampung, Mey 2012 Penulis,

A. Simpulan

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan serta data-data dari hasil pengujian yang kemudian dibahas dalam pembahasan, maka didapatkan beberapa kesimpulan dari pengujian penggunaan elektroliser dengan menggunakan katalis KOH dan H2SO4yang

dihubungkan ke karburator terhadap prestasi dan emisi gas buang sepeda motor 4-langkah 100 cc. Kesimpulannya adalah sebagai berikut:

1. Pengujian konsumsi bahan bakar baik yang melalui road test (berjalan) maupun yang stationer (diam), penggunaan elektroliser secara keseluruhan mampu menurunkan tingkat konsumsi bahan bakar. Penggunaan katalis KOH dalam menurunkan konsumsi bahan bakar lebih baik dibandingkan penggunaan katalis H2SO4. Untuk pengujian stationer (diam), semakin rendah putaran mesin

penggunaan elektroliser disetiap variasi katalis dan kadarnya semakin besar kemampuanya dalam menurunkan konsumsi bahan bakar. Salah satu contohnya pada pemakaian 2 gram KOH padaputaran 1000 rpm penurunan konsumsi bahan bakar mencapai 32,7% sedangkan pada putaran 4500 rpm mencapai 19,2 %.

102

Pemakaian 2 ml H2SO4pada putaran 1000 rpm mencapai 26,9% sedangkan pada

putaran 4500 rpm hanya mencapai 18,18%.

2. Hasil pengujian stationer pada putaran 1000 rpm menunjukkan bahwa, pada putaran rendah penggunaan katalis KOH semakin sedikit kadar katalis semakin hemat bahan bakar. Dalam hal ini penggunaan 1 gram KOH mampu menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 33,4% sedangkan penggunaan 3 gram KOH hanya mampu menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 31,8% dari kondisi normal.

3. Data hasil pengujian emisi gas buang menunjukkan bahwa, semakin tinggi putaran mesin maka semakin besar kandungan CO pada gas sisa pembakaran. Penggunaan elektroliser dengan katalis KOH pada setiap variasi kadar mampu menurunkan kandungan gas CO pada gas sisa pembakaran. Sedangkan pada kondisi penggunaan katalis H2SO4 penurunan gas CO tidak lebih dari 5,5% dari kondisi

normal. Pada kondisi putaran 4500 rpm penggunaan katalis H2SO4kandungan CO

pada gas sisa pembakaran mengalami peningkatan (tertinggi 6,5% dari kondisi normal). Semakin banyak katalis KOH maka semakin baik dalam menurunkan kandungan CO (dalam pengujian ini 3 gram). Pada penggunaan elektroliser, semakin tinggi putaran mesin maka kemampuan menurunkan kandungan CO semakin kecil.

4. Semakin tinggi putaran mesin maka kandungan HC pada gas sisa pembakaran semakin sedikit. Penggunaan elektroliser pada putaran 1000 rpm dan 3000 rpm dapat menurunkan kandungan HC dari gas sisa pembakaran. Padaputaran 4500

rpm pengunaan elektroliser menaikan kandungan HC lebih dari 17% dari kondisi normal (disetiap variasi katalis).

5. Penggunaan elektroliser baik yang menggunakan katalis KOH maupun yang menggunakan katalis H2SO4 tidak begitu berpengaruh terhadap perubahan

kandungan CO2pada gas sisa pembakaran.

6. Penggunaan elektroliser meningkatkan tingkat ekselerasi dibandingkan dengan kondisi normal.

7. Semakin banyak kadar katalis semakin besar arus yang dibutuhkan. Semakin tinggi putaran mesin maka semakin besar suplai listrik yang dihasilkan. Penggunaan katalis H2SO4membutuhkan arus yang lebih besar dibandingkan pada

penggunaan katalis KOH.

B. Saran

Untuk kesempurnaan hasil penelitian lanjutan disarankan sebagai berikut:

1. Melakukan pengujian dengan menggunkan katalis lainnya yang bersifat basah kuat.

2. Melakukan pengujian dengan menggunakan KOH dan H2SO4 dengan konsentrasi

104

3. Melakukan Pengujian dengan menggunakan plat atau elektroda dengan material yang berbeda.

4. Melakukan penelitian lanjutan gabungan antara penggunaan elektroliser dengan penggunaan zeolite atau zat aditif.