Pengaruh Elektrolit NaCl, NaHCO₃, MgSO₄ terhadap Kinerja Perangkat Elektrolisa Hidrogen Menggunakan Elektroda Grafit

Latar belakang. Hidrogen dapat diproduksi melalui elektrolisis air, tetapi kinerja proses dipengaruhi oleh jenis elektrolit, tegangan operasi, dan karakteristik elektroda. Penelitian ini membandingkan tiga elektrolit pada kondisi konsentrasi yang sama untuk mengevaluasi kinerja sistem elektrolisis yang terintegrasi dengan fuel cell. Tujuan. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh NaCl, NaHCO₃, dan MgSO₄ terhadap karakteristik arus elektrolisis, estimasi laju molar hidrogen, keluaran fuel cell, serta efisiensi sistem, dan menentukan kondisi operasi terbaik berdasarkan parameter tersebut. Metode. Penelitian menggunakan metode eksperimen kuantitatif dengan elektrolit NaCl, NaHCO₃, dan MgSO₄ pada konsentrasi 0,1 M dan volume 900 mL. Elektroda grafit diuji pada tegangan DC 10 V, 12,5 V, 15 V, 17,5 V, dan 20 V. Setiap kondisi diuji selama 15 menit dengan interval pencatatan 30 detik. Hidrogen dari sisi katoda dialirkan ke fuel cell. Laju molar hidrogen diestimasi menggunakan Hukum Faraday, sedangkan kinerja sistem dianalisis dari arus elektrolisis, daya input, daya output fuel cell, dan efisiensi. Hasil. Peningkatan tegangan meningkatkan arus elektrolisis pada seluruh elektrolit. Pada 20 V, arus rata-rata NaCl, MgSO₄, dan NaHCO₃ masing-masing sebesar 563,99 mA, 537,68 mA, dan 353,82 mA. Estimasi laju molar hidrogen tertinggi diperoleh pada NaCl 20 V sebesar 2,923 × 10⁻⁶ mol/s. Namun, daya keluaran fuel cell tertinggi diperoleh pada NaHCO₃ 20 V sebesar 12,397 mW. Efisiensi sistem tertinggi sebesar 0,6157% diperoleh pada NaHCO₃ 10 V. Peningkatan tegangan menaikkan daya input jauh lebih besar daripada daya output fuel cell sehingga efisiensi sistem cenderung menurun. Kesimpulan. Jenis elektrolit dan tegangan sumber memengaruhi kinerja sistem elektrolisis–fuel cell. NaCl paling unggul dalam menghasilkan arus elektrolisis dan estimasi laju hidrogen, sedangkan NaHCO₃ memberikan keluaran fuel cell dan efisiensi sistem yang lebih baik pada parameter tertentu. Tidak terdapat satu kondisi yang sekaligus memaksimalkan seluruh parameter kinerja.