Desain Reaktor Hidrogen Jenis PEM Electrolyzer di Kawasan Pantai Baron Yogyakarta
Danu Nugroho
Dampak negatif dari tingginya gas buang kendaraan bermotor menjadi permasalahan saat ini. Berbagai cara untuk memecahkan persoalan ini terus dikembangkan, salah satunya adalah dengan penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar alternatif. Produksi hidrogen dari energi baru terbarukan adalah langkah nyata dalam mengurangi emisi karbon. Penelitian ini bertujuan untuk perancangan reaktor hidrogen jenis Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer dan potensi produksi hidrogen di Pantai Baron, Gunung Kidul. Potensi pembangkitan energi listrik yang dihasilkan dari energi terbarukan seperti angin, ombak dan surya di daerah tersebut dari perancangan awal terhitung sebesar 10,7 MW. Pengaruh suhu operasi reaktor elektrolisis terhadap efisiensi reaktor dan produksi hidrogen telah dianalisa pada penelitian ini. Perancangan reaktor dilakukan dengan pendekatan termodinamika secara numeris. Perancangan telah divalidasi dengan hasil eksperimen laboratorium oleh institusi lain. Dalam penelitian didapatkan model perancangan cukup memenuhi dari penelitian sebelumnya dengan didapatkan nilai kesalahan sebesar 13%. Rentang suhu perhitungan secara dinamika dibatasi dari 30 – 80 oC. Hasil perancangan didapatkan kondisi operasi optimum reaktor pada suhu 80oC dengan efisiensi reaktor sebesar 76,3%, laju konsumsi air sebesar 2.817 kg/jam, dan kapasitas produksi hidrogen sebesar 250,42 kg/jam. Bahan baku berupa air laut diolah mengunakan metode reverse osmosis. Reaktor hidrogen yang dirancang berjumlah 10 unit terpasang secara paralel dengan jumlah sel tiap reaktor 13 sel.
Produksi hidrogen ini adalah sebagai langkah awal untuk suplai bahan bakar kendaraan bermotor berbasis fuel cell. Dimana kemurnian produk hidrogen merupakan komponen utama sebagai prasyaratnya.
Kata kunci: PEM electrolyzer; Termodinamika; Hidrogen; Elektrolisis; Efisiensi; Suhu operasi.