Kelompok 4 Pembuatan Gas Hidrogen Kelas [PDF]

Citation preview

KELOMPOK 4 : PEMBUATAN GAS HIDROGEN KELAS : TI-D (SORE) MATERI KIMIA



Hidrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Hidrogen atau H2 mempunyai kandungan energi per satuan berat tertinggi, dibandingkan dengan bahan bakar manapun. Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia, sehingga jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebas. Di alam, hidrogen terdapat dalam bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti dengan oksigen dalam air atau dengan karbon dalam metana. Sehingga untuk dapat memanfaatkanya, hidrogen harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya agar dapat digunakan sebagai bahan bakar. Ada beberapa metode pembuatan gas hidrogen yang telah kita kenal. Namun semua metode pembuatan tersebut prinsipnya sama, yaitu memisahkan hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya. Tiap-tiap metode memiliki keunggulan dan kekurangan masing-masing. Tetapi secara umum parameter yang dapat dipertimbangkan dalam memilih metode pembuatan H2 adalah biaya, emisi yang dihasilkan, kelaikan secara ekonomi, skala produksi dan bahan baku. Sekarang mari kita bahas satu per satu metode-metodenya. 1. Steam Reforming Dalam proses ini, gas alam seperti metana, propana atau etana direaksikan dengan steam (uap air) pada suhu tinggi (700~1000oC) dengan bantuan katalis, untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida (CO). Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon monoksida dengan steam, yang menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida. Persamaan reaksi yang terjadi pada proses ini adalah: CH4 + H2O --> CO + 3H2 CO + H2O --> CO2 + H2 Gas hidrogen yang dihasilkan kemudian dimurnikan, dengan memisahkan karbon dioksida dengan cara penyerapan. Saat ini, steam reforming banyak



digunakan untuk memproduksi gas hidrogen secara komersil di berbagai sektor industri, diantaranya industri pupuk dan hidrogen peroksida (H2O2). Akan tetapi metode produksi seperti ini sangat tergantung dari ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas CO2, sebagai gas efek rumah kaca. 2. Gasifikasi Biomasa Metode yang kedua adalah gasifikasi biomasa atau bahan alam seperti jerami, limbah padat rumah tangga atau kotoran. Di dalam prosesnya, bahanbahan tadi dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor. Proses pemanasan ini mengakibatkan ikatan molekul dalam senyawa yang ada menjadi terpecah dan menghasilkan campuran gas yang terdiri dari hidrogen, karbon monoksida dan metana. Selanjutnya dengan cara yang sama seperti pada steam reforming, metana yang dihasilkan diubah menjadi gas hidrogen. Gasifikasi biomasa atau bahan organik memiliki beberapa keunggulan, antara lain menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida, sumber bahan baku yang berlimpah dan terbarukan, bisa diproduksi di hampir seluruh tempat di dunia serta biaya produksi yang lebih murah. 3. Gasifikasi Batu Bara Gasifikasi batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen tertua. Biaya produksinya hampir dua kali lipat dibandingkan dengan metode steam reforming gas alam. Selain itu, cara ini pula menghasilkan emisi gas buang yang lebih signifikan. Karena selain CO2 juga dihasilkan senyawa sulfur dan karbon monoksida. Melalui cara ini, batu bara pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor untuk mengubahnya menjadi fasa gas. Selanjutnya, batu bara direaksikan dengan steam dan oksigen, yang kemudian menghasilkan gas hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida.



4. Elektrolisa Air (H2O) Elektrolisa air memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air menjadi unsur-unsur pembentuknya, yaitu H2 dan O2. Gas hidrogen muncul di kutub negatif atau katoda dan oksigen berkumpul di kutub positif atau anoda. Hidrogen yang dihasilkan dari proses electrolisa air berpotensi menghasilkan zero emission, apabila listrik yang digunakan dihasilkan dari generator listrik bebas polusi seperti energi angin atau panas matahari. Namun demikian dari sisi konsumsi energi, cara ini memerlukan energi listrik yang cukup besar. Nah, selain keempat metode di atas, masih ada metode lain untuk memproduksi gas hidrogen, yaitu antara lain photoelectrolysis, dekomposisi air pada suhu tinggi (themal decomposition of water), photobiological production, plasmatron, fermentasi bahan organik dan lain-lain.



manfaat hidrogenApakah gas yang paling banyak di alam raya? Ya, hidrogen. Hidrogen atau disimbolkan dengan H2 memiliki jumlah yang sangat melimpah yakni pada presentase 75%. Jumlahnya yang sangat banyak ini menyebar di antara bintang-bintang di angkasa raya sehingga dapat menghasilkan energi untuk semesta. Reaksi-reaksi proton dari Hidrogen inilah yang menghasilkan cahaya maupun energy lainnya yang memungkinkan jagat raya tetap ada sampai sekarang ini. Bahkan energi yang ada pada matahari sendiri dihasilkan dari proses fusi hidrogen menjadi bentuk helium. Dan tidak dapat disangkal lagi, energi yang ada di matahari tersebut luar biasa besarnya.



A. Sifat Hidrogen Sifat dari hidrogen sendiri mudah terbakar karena memang klasifikasinya yang termasuk ke dalam gas diatomik. Saat tekanan maupun suhu di atas normal, hal ini akan mempengaruhi sifat hydrogen tersebut. Namun jika suhu dan



tekanan berada pada level normal, hydrogen tidak dapat kita lihat atau rasakan keberadaannya. Ini karena pada kondisi yang normal tersebut hydrogen tidak bersifat reaktif sehingga tidak menghasilkan bau ataupun warna-warna tertentu yang dapat dikenali oleh indera manusia. Walaupun hydrogen sebagai unsur gas yang paling melimpah,, massa atom dari hidrogen adalah yang terendah di antara gas-gas lainnya. B. Manfaat Hidrogen Manfaat hidrogen bagi kehidupan manusia tentu sangat beragam. Keberadaan Hidrogen di muka bumi ini secara alami memang sangat jarang. Adanya hidrogen yang banyak dimanfaatkan adalah merupakan hidrogen buatan tangan manusia melalui rekayasa kimia sedemikian rupa sehingga menghasilkan gas hidrogen. Pada umumnya, industri penghasil hidrogen menggunakan metana untuk pembentukan hidrogen selain juga dapat digunakan proses pemisahan air dengan hidrogen. Karena hidrogen ini paling banyak ditemukan pada air. Hidrogen juga memilki manfaat yang sangat menguntungkan bagi kehidupan, beberapa di antaranya yaitu: 1. Manfaat hidrogen dalam bidang kimia organik Hidrogen bermanfaat dalam kimia organik yaitu untuk reaksi hidrogenasi berbagai senyawa organik, disini hidrogen melakukan perannya sebagai mereduksi beberapa senyawa. Beberapa reaksi senyawa organik yang menggunakan hidrogen adalah reaksi kimia rosenmund dan reaksi kimia asilasi Freidel Crafts. 2. Manfaat hidrogen untuk dunia industri A. Industri pupuk Selain berguna untuk proses kimiawi, hidrogen juga banyak digunakan dalam dunia industri. Salah satunya, hidrogen digunakan industri pembuatan pupuk. Di sini, pemanfaatnya dengan mereaksikan antara hidrogen dengan nitrogen. Hasil dari reaksi kimia hidrogen dengan nitrogen akan menghasilkan ammonia yang berguna sebagai bahan dasar pupuk.



B. Industri minyak goreng Dalam bidang industri, hidrogen juga menjadi sebagai bahan untuk meningkatkan tingkat kejenuhan minyak, biasanya minyak goreng nabati. Dibuat agar tingkat kejenuhan tinggi karena dalam keadaan demikian, minyak tersebut akan memiliki kekentalan yang cukup hingga membuatnya tidak akan cepat mengalami kerusakan. C. Industri makanan Mungkin anda kaget mendengar bahwa ternyata hidrogen digunakan pula dalam industri makanan. Sebenarnya dalam hal ini hidrogen tidak secara langsung digunakan dala pembuatan suatu jenis makananan tertentu. Melainkan, minya goreng dengan tingkat kejenuhan yang cukup tinggi, yang sudah dilakukan proses hidrogenisasi sebelumnya, yang digunakan dalam industri makanan. Ini karena minyak jenis ini dapat bertahan cukup lama dan penggunaannya pun tidak hanya untuk sekali penggorengan. Makanan yang dihasilkan dari proses penggorengan dengan minyak ini pun nantinya akan cukup awet. Untuk contoh industri makanan yang menggunakan minyak jenis ini adalah industri makan cepat saji. D. Industri bahan bakar Salah satu industri lain yang menggunakan hidrogen adalaha dalam pembuatan methanol yang digunakan sebagai bahan bakar. Bahan bakar dari hidrogen seperti methanol dihasilkan melalui proses pembentukan kembali gas alam yang ada di bumi. Proses inilah yang biasa digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Dalam proses ini, ada gas lain yang sama-sama dihasilkan yakni karbon dioksida. Bahan bakar lainnya yaitu minyak bumi juga menggunakan gas hidrogen dalam proses produksinya. Minyak bumi terlebih dahulu harus melalui proses hidrogenisasi untuk memurnikan kandungannya. Sehingga dapat menjadi bahan bakar yang efisien. Hidrogen Untuk Proses penghilangan sulfur pada bahan bakar bersumber dari fosil



Untuk menghilangkan kadar sulfur atau zat belerang pada bahan bakar minyak yang berasal dari fosil, digunakan hidrogen sebagai bahan hidrodesulfurisasi. Proses hidrogenisasi pada bahan bakar ini bertujuan untuk membuat hasil pembakaran dari bahan bakar tersebut memiliki kadar polusi atau karbon dioksida yang rendah. Beberapa bahan bakar dari fosil yang melalui proses hidrogenisasi, yaitu: Bensin, Minyak tanah, Aftur, Solar, dsb. E. Hidrogen digunakan dalam dunia transportasi Di Amerika, penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar moda transportasi seperti bus sudah lama diterapkan. Penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar transportasi sering diistilahkan dengan bahan bakar sel. Performance dari kendaraan yang menggunakan bahan bakar hidrogen ini pun sudah teruji sangat efisien dan yang terpentingnya lagi, bahan bakar sel dari hidrogen memiliki tingkat emisi yang jauh lebih rendah jika dibandingkan bahan bakar yang bersumber dari fosil. Tetapi sayangnya, produksi hidrogen untuk dapat dijadikan bahan bakar sangatlah mahal. Hidrogen yang merupakan bukan gas alam membutuhkan bahan atau material lain yang dapat diproses untuk nantinya menghasilkan hidrogen. Dan, biasanya manfaat gas alam lah yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Kabar baiknya, sudah banyak penelitian yang mengujicobakan penggunaan air atau H2O sebagai sumber utama penghasil hidrogen. F. Hidrogen digunakan untuk mengetahui kebocoran gas Beberapa tahun terakhir, hidrogen diaplikasikan untuk mengetahui adanya kebocoran gas yang terjadi. Seperti kebocoran gas yang mungkin terjadi di pembangkit listrik atau pada kendaraan otomotif, kebocoran gas yang meskipun kecil akan tetap menghasilkan bahaya yang besar apalagi jika gas yang bocor tersebut bereaksi dengan unsur-unnsur lain.



Referensi: www.wikipedia.org www.einow.org Manfaat Hidrogen Bagi Kehidupan Sehari Hari Sponsors Link