*)Penulis Penanggung Jawab (Em
PENYEDIAAN
SALINITAS DENG
Yoga Pra
Jurusan Te
Jln. Prof. Soedar
Sejak terbentuknya Protokol Ky (IPCC) mengenai penangkapan iklim maka timbul suatu upaya saat ini Indonesia belum diwajib terhadap Indonesia terutama da energi utama dalam memenuhi tersebut akan terus berlanjut, ketergantungan terhadap minya penggunaan bahan bakar minya sebagai Salinity Gradient Energ digunakan sebagai energi altern bertujuan untuk mempelajari pen sintesis dan air laut terhadap p NaCl pekat dengan berbagai k konsentrasi sebesar 1 g/l seba mengalirkan kedua jenis larutan beroperasi beberapa saat, perub Multitester, pengukuran ini dilak sama untuk setiap variabel yang alir umpan, maka power density perpindahan ion ke elektroda se dihasilkan semakin besar, kare kimia. Dan untuk sampel yang k sintesis lebih besar dibandingkan air laut. Dapat disimpulkan bah yang dihasilkan.
Kata kunci: Reverse Electro
(Email: email_dosen@undip.ac.id)
N ENERGI LISTRIK BERBASIS PER
NGAN MENGGUNAKAN TEKNOLO
ELECTRODIALYSIS
rasetya, Meindy Catur Risqiputra, Heru Susant
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Dipone
darto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024
Abstrak
Kyoto dan berdasarkan laporan Intergovernmental P n dan penyimpanan gas karbon dioksida dalam rangka ya yangberorientasi terhadappenanganan emisi gas CO ajibkan untuk mengurangi emisinya tetapi kebijakan ini
dalam sektor energi. Sampaisaat ini, minyak bumi m hi kebutuhan energi dalam negeri. Peranan minyak jut, sedangkan cadangan minyak bumi semakin m nyak bumi, maka perlu dilakukan suatu upaya untu ak (BBM).Dewasa ini, telah dikembangkan suatu ener ergy (SGE).Sanility Gradien Energymemiliki potensi ternatif khususnya di Indonesia yangmerupakan negara pengaruh konsentrasi larutan NaCl pekat, laju alir larut
power density yang dihasilkan. Penelitian ini diawali i konsentrasi sebesar sebanyak 2 l dan membuat lar banyak 2 l. Dilanjutkan dengan menyalakan kedua tan umpan ke dalam saluran yang terdapat di dalam ra rubahan tegangan output (mV) dan arus listrik (mA) d ilakukan setiap interval 20 detik. Kemudian mengulang ng telah ditentukan. Dari penelitian ini didapatkan bah ity yang dihasilkan semakin besar, karena peningkatan l semakin besar. Pada peningkatan konsentrasi NaCl p arena peningkatan perbedaan konsentrasi menyebabk
g konsentrasinya hampir sama (30 g/l), power density kanair laut, karena nilai aktivasi elektrolit pada air sin ahwa peningkatan laju alir dan konsentrasi, dapat me
trodialysis; Larutan NaCl; AEM; CEM.
157
ERBEDAAN
LOGI REVERSE
nto *)
negoro
024)7460058
Since the formation of the Kyoto Change (IPCC) about the captu change, there is a continual effor Indonesia has never been obliga especially in the energy sector. U the country. The role of a reserves.Recognizing the depend fuel oil . Nowadays, it has dev Sanility Gradient Energy has gre the state waters. This research is dilute NaCl solution flow rate, fe research started inmaking a con dilute NaCl solution with a conce diaphragm for both types of fee moments appliance operates, the multitester, this measurement co the variables that have been de resulting power density is greate electrode increases. on increasin because of the increased concent nearly the same concentration (3 real sea water, because the valu water. It can be concluded that th density.
Keywords :Reverse Electrod
1. Pendahuluan
Bagi Indonesia yang m yang sangat penting seiring den pertumbuhan ekonomi dan pertu energi utama dalam memenuhi k sangat besar tersebut akan terus b Menyadari akan ketergantungan pertumbuhan penggunaan baha Terbarukan dan Konservasi En diantaranya biosolar, bioetanol, sudah mulai diaplikasikan sebaga dalam industri.
Dewasa ini, telah dik Energy (SGE).Sanility Gradien alternatif khususnya di Indones Energy sudah dikenal sejak tahun terbatas hingga saat ini. Prinsip d dihasilkan dari pencampuran du energi listrik(contoh : pertemuan Gradient Energy ini adalah ener SOx, atau NOx), bersifat kontiny perbedaan salinitas (Nijmeijer da berkelanjutan maka Salinity Grad berbasis fosil.
Abstract
oto's Protocol and is based on reports of the Intergover pture and storage of carbon dioxide gas in order to r ffort that oriented to the handling of CO2 emissions into
gated to reduce its emissions, but this policy will have a r. Until now, oil is still the main source of energy in fulf a very large petroleum will continue, while th ndence on fossil fuels, there should be an effort to pres eveloped an alternative energy known as the Salinity great potential for use as an alternative energy especia h is aimed for study the effect of the concentration of co , feed of seawater synthesis and real sea water in genera concentrated NaCl solution with various concentrations ncentration of 1 g/l as much as 2 l. Continued with the se feed solution flow into the channels contained in a se the change of output voltage (V) and electric current (A) conducted every 20 seconds interval. and then repeat t defined.From this research was found that increase in ater, because of the increased flow rate causes the rate o asing of the concentrated NaCl solution, the resulting
entration difference causes an increase in the chemical (30 g/l), the resulting power density of sea water is gre alue of electrolytes activation synthesis of sea water is
t the increase in flow rate and concentration, can increa
rodialysis; NaCl Solution; AEM; CEM.
g merupakan salah satu negara berkembang, penyediaan dengan meningkatnya pembangunan terutama pemban rtumbuhan penduduk. Sampai saat ini, minyak bumi i kebutuhan energi dalam negeri (Gunawan, 2011). Pe s berlanjut, sedangkan cadangan minyak bumi semakin an terhadap minyak bumi, maka perlu dilakukan sua han bakar minyak (BBM). Menurut data Direkto Energi, Indonesia sudah mengembangkan beberapa s
l, biooil, biogas hingga geothermal. Bahkan beberapa agai bahan bakar transportasi maupun sebagai bahan bak
dikembangkan suatu energi alternatif yang dikenal s en Energymemiliki potensi yang sangat besar untuk
esia yangmerupakan negara perairan. Meskipun pote hun 1950 (Post, 2009), namun untuk skala komersial dan
p dasardari Salinity Gradient Energyadalah berdasarkan dua jenis larutan dengan konsentrasi garam yangberb
an antara air muara dengan air laut) (Post, 2009).Bebera nergi yang dihasilkan bersifat nonpolluting (tidak men inyu untuk menghasilkan energi dengan mencampurkan dan Metz, 2011).Karena sifatnya yang dapat diperbaharu
radient Energy dinilai cocok untuk menggantikan pengg
vernmental Panel on Climate o reduce the rate of climate nto the atmosphere, Although e a big impact on Indonesia, fulfilling energy needs within the dwindling petroleum ress the growth of the use of ity Gradient Energy (SGE). cially in Indonesia, which is concentrated NaCl solution, erated of power density. This ons of as much as 2 l and a e second turning on the pump series of tools. After a few cal potential. And for sample greater than the synthesis of is greater than the real sea rease the generated of power
aan energi merupakan faktor angunan di sektor industri, i masih merupakan sumber Peranan minyak bumi yang in menipis (Gunawan,2011). suatu upaya untuk menekan ktorat Jendral Energi Baru sumber energi terbarukan, pa energi alternatif tersebut akar penggerak mesin diesel
Secara umum peneliti salinitas dari pertemuan air laut d khusus peneltian ini bertujuan dihasilkan, Mempelajari pengaru pengaruh laju alir dengan meng keran terhadap power density ya
2. Material dan Metode Penelitian
Bahan yang digunakan Membran penukar anion (AEM diafragma, Tangki penampung l RED untuk sistem dua sel.
Gambar 1.Ra
Penelitian dilakukan pa NaCl encer 1 g/l. Penelitian diaw 50; 60 g/l) sebanyak 2 L dan m Larutan garam dengan laju air rangkaian alat, catat perubahan menggunakan multitester,kemudi
Dengan mengunakan d dengan menggunakan persamaan
litian ini bertujuan untuk pengembangan pembangkit t dan air sungai menggunakan teknologi reverse electrod n untuk mempelajari pengaruh laju alir umpan terha ruh konsentrasi umpan terhadap power density yang dih nggunakan sampel air laut yang berasal dari “Pantai B yang dihasilkan.
ian
an pada penelitian ini adalah NaCl dan Akuades. Ala EM), Membran penukar kation (CEM), Gasket, El g larutan umpan, dan Multitester.Gambar 1 menunjukk
.Rangkaian alat reverse electrodialysis dengan sistem sa
pada suhu kamar (300C), tekanan operasi sebesar 1 atm iawali denganmembuat larutan NaCl pekat dengan ber
membuat larutan NaCl encer dengan konsentrasi seb (5,5: 7,5: 9,5: 11,5 ml/s) dialirkanke dalam salura an tegangan output (mV) dan arus listrik (mA) setiap udian ulangi langkah – langkah diatasuntuk setiap variab data kuat arus dan tegangan output, maka nilai pow an 1:
.
... (1)
Keterangan Rang
1. Ta
Na
2. Ta
Na
3. a.
b.
4. M
5. a.
b.
c.
(C
d.
(A
e.
f.G
6. El
159 it listrik berbasis perbedaan trodialysis. Sedangkan secara rhadap power density yang
ihasilkan, Mempelajari i Bandengan Jepara” dan air
lat yang digunakan adalah Elektroda, Spacer, Pompa ukkan skema rangkaian alat
satu sel.
atm, dan konsentrasi larutan erbagai konsentrasi (30; 40; sebesar 1 g/l sebanyak 2 L. ran yang terdapat di dalam ap interval 20 detik dengan iabel yang telah ditentukan. ower density dapat dihitung
ngkaian Alat :
Tangki penampung larutan
NaCl pekat
Tangki penampung larutan
NaCl encer
a. Pompa larutan NaCl pekat
b. Pompa larutan NaCl encer
Multitester
a. Endplate
b. Endplate
c. Membran penukar kation
(CEM)
d. Membran penukar anion
(AEM)
e. Spacer
Gasket
3. Hasil Penelitian dan Pembahas 3.1 Pengaruh Konsentrasi Laru
Gambar 2 Diagr power density larutan garam en
Gambar 2 menunjuk dihasilkan. Fenomena yang konstan, semakin besar perb densitas daya (power densit g/l : 1 g/l = 0,0000347 mW Menurut Post (2009), pen potensial kimia yang dise digunakan sebagai umpan. terjadinya perpindahan ion membran penukar ion. Den maka jumlah dari ion yang semakin meningkat. Hal ini dikonversi menjadi energi li Selain itu, Turek et kedua jenis larutan garam yang dihasilkan. Hal ini terj mempengaruhi jumlah ion y
0.0E+00 5.0E-06 1.0E-05 1.5E-05 2.0E-05 2.5E-05 3.0E-05 3.5E-05 4.0E-05 4.5E-05 5.0E-05
P
o
w
er
D
en
si
ty
(
m
Wa
tt
/m
2)
asan
arutan Garam terhadap Power Density
agram batang hubungan antara konsentrasi larutan umpan ity. Laju alir kedua larutan garam konstan : 5,5 ml/detik. encer : 1 g/l,luas bidang kontak membran 0,0154 m2, sel
ukkan hubungan pengaruh konsentrasi larutan garam ter ng terlihat pada penelitian ini menunjukkan bahwa p erbedaan antara konsentrasi larutan garam pekat dan en
sity) yang dihasilkan semakin meningkat ( 30 g/l : 1 g/ W/m2; 50 g/l : 1 g/l = 0,0000377 mW/m2; 60 g/l : 1 eningkatan power density ini terjadi karena adany isebabkan oleh semakin besarnya perbedaan konset an. Perbedaan potensial kimia antara kedua jenis laru
on yang berasal dari larutan garam pekat menuju laru engan meningkatnya perbedaan potensial kimia antara k ang berpindah dari larutan garam pekat menuju laruta
ini mempengaruhi jumlah ion yang mengalami reaksi re i listrik.
et al. (2007) juga menjelaskan bahwa besarnya perban m merupakan salah satu faktor utama yang berpengaru erjadi karena besarnya perbandingan konsentrasi antara n yang terekstrak di anoda.
4.5E-05
3.8E-05
3.5E-05
2.7E-05
Konsentrasi Larutan Umpan Pekat (g/lt)
pan pekat dengan ik. Konsentrasi selama 200 detik.
terhadap power density yang pada laju alir larutan yang encer yang digunakan maka g/l = 0,0000273 mW/m2: 40 1 g/l = 0,0000451 mW/m2). nya peningkatan perbedaan setrasi larutan garam yang larutan garam menyebabkan larutan garam encer melalui ra kedua jenis larutan garam, utan garam encer juga akan redoks yang kemudian akan
andingan konsentrasi antara aruh terhadap power density ara kedua jenis larutan garam
05
60 g/lt
50 g/lt
40 g/lt
3.2 Pengaruh Laju Alir Laruta
Gambar 3 Diag density.Konsen b
Gambar 3 menunjuk density yang dihasilkan. Fe larutan garam yang konstan yang dihasilkan semakin m 9,5 ml/det = 0,0001308 m peningkatan laju alir umpan dengan cara mempercepat l juga akan semakin meningk salah satu faktor yang berpe
Hal serupa juga dik menunjukkan hasil bahwa p memberikan pengaruh yang
3.3 Pengaruh Laju Alir Air Lau
Gambar 4 Diag power dens 0.0E+00
1.0E-04 2.0E-04 3.0E-04 4.0E-04 5.0E-04 6.0E-04
P
o
w
er
D
en
si
ty
(
m
Wa
tt
/m
2)
0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 4.0E-05 5.0E-05 6.0E-05 7.0E-05 8.0E-05
P
o
w
er
D
en
si
ty
(
m
Wa
tt
/m
2)
tan Garam terhadap Power Density
iagram batang hubungan antara laju alir larutan umpan d sentrasi Larutan garam tetap 60 g/l dan Larutan garam en bidang kontak membran 0,0154 m2, selama 200 detik.
jukkan hubungan pengaruh perubahan laju alir laruta Fenomena yang terjadi pada penelitian ini menunjukka tan, semakin cepat laju alir larutan garam yang diguna meningkat ( 5,5 ml/det = 0,0000451 mW/m2; 7,5 ml/d mW/m2; 11,5 ml/det = 0,0005560 mW/m2). Menur pan untuk kedua jenis larutan garam akan memaksimalk
t laju perpindahan ion menuju elektroda sehingga powe ngkat. Verman et al. (2009) juga menjelaskan bahwa la rpengaruh terhadap power density yang dihasilkan.
dikemukan oleh Turek et al. (2007), dalam peneliti a pada konsentrasi larutan garam yang konstan, peningka
ng berbanding lurus terhadap nilai power density yang d
aut dan Air Keran terhadap Power Density
iagram batang hubungan antara laju alir air laut dan air k ensity, luas bidang kontak membran 0,0154 m2, selama 2
5.6E-04
1.3E-04
1.1E-04
4.5E-05
Laju Alir Larutan Umpan (ml/sec)
7.2E-05
5.5E-05
3.6E-05
1.0E-05
Laju Alir Air Laut dan Air Keran (ml/sec)
161 n dengan power
encer 1 g/l,luas k.
utan garam terhadap power kan bahwa pada konsentrasi unakan, maka power density l/det = 0,00001072 mW/m2; urut Verman et al. (2009), alkan perbedaan konsentrasi ower density yang dihasilkan
laju alir umpan merupakan
litian yang mereka lakukan gkatan laju alir larutan garam g dihasilkan.
ir keran dengan a 200 detik.
11,5 ml/sec
9,5 ml/sec
7,5 ml/sec
5,5 ml/sec
11,5 ml/sec
9,5 ml/sec
7,5 ml/sec
Gambar 4 menunjuk keran) terhadap power den bahwa semakin cepat laju al meningkat ( 5,5 ml/det = 0 mW/m2; 11,5 ml/det = 0,000
Gambar 5 Graf density yang dih
Gambar 5 menunjuk larutan sintesis dan air lautp untuk kedua jenis sampel. P dihasilkan pada penelitia menggunakan sampel air umpan yang digunakan. Ai g/l, sedangkan untuk laruta besarnya perbedaan konsen yang dihasilkan.
Pada penelitian deng air laut dan air sintesis den dihasilkan air sintesis lebih air sintesis lebih besar dari untuk air laut sebesar 0,34 meningkatkan tegangan te tegangan teoritis dapat di lih
Ke 1. 2. 3. 0.0E+00
1.0E-04 2.0E-04 3.0E-04 4.0E-04 5.0E-04 6.0E-04
5.5
P
o
w
er
D
en
si
ty
(
m
Wa
tt
/m
2)
jukkan hubungan pengaruh perubahan laju alir larutan ensity yang dihasilkan. Fenomena yang terjadi pada pe alir larutan umpan yang digunakan maka power densit = 0,0000103 mW/m2: 7,5 ml/det = 0,0000356 mW/m
0000722 mW/m2).
rafik perbandingan antara air laut dan larutan sintesis ter ihasilkan, dengan variasi laju alir umpan, luas bidang ko
0,0154 m2, selama 200 detik.
ukkan perbandingan power density antara penelitian den utpada perubahan laju alir umpan, dimana terdapat perb l. Pada gambar tersebut, terlihat bahwa secara garis besar tian dengan menggunakan air sintesis lebih besa ir laut. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan Air laut yang digunakan sebagai sampel memiliki kons utan sistesis memiliki konsentrasi garam sebesar 60 g sentrasi antara kedua jenis larutan garam berbanding lu
ngan menggunakan sampel yang konsentrasi garamnya engan konsentrasi garam 30 g/l, didapatkan nilai rata ih besar dibandingkan air laut. Hal ini disebabkan kare ari air laut. Nilai aktivitas elektrolit pada air sintesis seb
343 mol/l (Nijmeijer dan Metz, 2011). Semakin tingg teoritis yang dihasilkan. Adapun hubungan nilai a
lihat pada persamaan 2:
Keterangan :
Vteoritis = Tegangan teoritis (Volt)
R = tetapan koefisien gas (8,314 J/mol K) T = Suhu operasi (298,15 K)
6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5
Laju Alir Umpan (ml/sec)
tan umpan (air laut dan air penelitian ini menunjukkan sity yang dihasilkan semakin /m2; 9,5 ml/det = 0,0000552
terhadap power kontak membran
engan menggunakan sampel erbedaan nilai power density sar, nilai power density yang esar dibandingkan dengan n konsentrasi antara larutan nsentrasi garam sebesar ±30 0 g/l. Menurut Post (2009), lurus dengan power density
ya hampir sama, yaitu antara ta – rata power density yang rena nilai aktivitas elektrolit sebesar 0,5 mol/l, sedangkan ggi aktivitas elektrolit dapat aktivitas elektrolit dengan
1.5
Air Laut
Air Sintesis
4. 5. 6.
5
.KesimpulanDari penelitian diatas, d dihasilkan. Secara garis besar, s besar.Sedangkan untuk pengaru dihasilkan, semakin besar perbe besar. Dan pengaruh perubahan 0,0000451 mW/m2, sedangkan dihasilkan adalah 0,0005560 mW density maksimal yang dihasilkan untuk umpan air laut lebih besar air sintesis yang konsentrasi gara laut. Dikarenakan aktivitas elektr
6. Daftar Pustaka
Dlugolecki, P.E. 2010. Mass tr University of Twente, T Gunawan, M.S. 2011. Membuat E Intergovernmental Panel on Clim Scenarios, Cambridge, C Mulder, M. 1996. Basic Principle Nijmeijer, K., Metz, S. 2011. Sa
1871-2711: 95-139. PT. PLN. Statistik PLN 2007-201 Post, J.W., Veerman, J., H
Buisman,C.J.N. 2007. reverse electrodialysis Post, J.W. .2009. Blue Energy: e
Wageningen University, Susandi, Armi. 2004: The Impac on System Science. Max Susandi, Irwani. 2005: Indonesia
Teknologi Bandung. Turek, M., Bandura, B. 2007. Ren Turek, M., Bandura, B., Dydo, P
Desalination 221: 462-4 Veerman, J., Saakes, M., Metz, S
cells on the mixing of se Veerman, J., Jong de, R.M., S
membrane pairs on the (2009) 7–15.
F = Bilangan Faraday (96.485 C/mol) ac = aktivitas elektrolit garam pekat (mol/l) ad = aktivitas elektrolit garam encer (mol/l)
, didapat pengaruh perubahan laju alir larutan garam de r, semakin besar laju alir larutan maka power density aruh perubahan konsentrasi larutan garam pekat den
bedaan konsentrasi larutan garam maka power density an laju alir larutan garam, power density maksima n perubahan konsentrasi larutan garam pekat, power
W/m2. Untuk variabel menggunakan sampel berupa air kan adalah 0,0000722 mW/m2. Secara garis besar, pow ar dibandingkandengan air keran karena perbedaan kons aramnya hampir sama (30 g/l), power density yang diha ktrolit pada air sintesis lebih besar dibandingkan dengana
transport in reverse electrodialysis for sustainable e , The Netherlands. ISBN 978-90-365-2928-0.
at Energi Alternatif dari Sampah Daun.Lintang aksara: Ja limate Change (IPCC), 2000: Emission Scenarios: Spe
, Cambridge University Press.
iples of Membrane Technology.Netherland.Kluwer Acad Salinity gradient energy. Sustainability Science and Eng 2010. Jakarta 2011.
Hamelers, H.V.M., Euverink, G.J.W., Metz, 7. Salinity-gradient power: evaluation of pressure sis, J. Membr. Sci. 288: 218–230.
: electricity production from salinity gradients by rever ty, Wageningen The Netherlands. ISBN 978-90-8585-51 act of International Green House Gas Emmisions Reduc ax Planck Institute for Meteorology. Hamburg, Jerman. esian Energy Development as Impact of Global Climat Renewable energy by reverse electrodialysis, Desalinatio , P. 2008. Power production from coal-mine brine utilizi
466.
, S.J., Harmsen, G.J. 2009.Reverse electrodialysis: perfo sea and river water. J. Membr. Sci. 327 : 136-144. , Saakes, M., Metz, S.J., Harmsen, G.J. 2009.Compa he thermodynamic efficiency and power density.Journal
163 dengan power density yang ity yang dihasilkan semakin engan power density yang ity yang dihasilkan semakin mal yang dihasilkan adalah wer density maksimal yang air laut dan air keran, power ower density yang dihasilkan nsentrasi garam. Serta untuk ihasilkan lebih besar dari air anair laut.
energy generation. Thesis, : Jakarta.
Special Report on Emissions ademic Publisher.
Engineering, Volume 2 ISSN
tz, S.J., Nijmeijer, K., ure-retarded osmosis and verse electrodialysis. Thesis,
510-1.
duction on Indonesia. Report n.
ate Policy. Bandung, Institut tion 205: 67–74.
