Naskah Disertasi Ekki_Kurniawan (revisi25012022)

81 r sebesar 0,85. Tegangan rata-rata pada grafik c. sebesar 61,7 volt koefisien korelasi r sebesar 0,84. Ketiga grafik ini menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang sangat kuat antara variabel dependen arus dan terhadap variabel bebas TDS. Gambar 4.8 memperlihatkan grafik pH terhadap tegangan pada elektrolisis air minum dengan TDS =124 ppm, a. di bagian katode, dengan persamaan regresi linier diperoleh nilai koefisien determinasi sebesar 0,78, hal ini menunjukkan bahwa tegangan di katode berpengaruh sebesar 78%, sisanya dipengaruhi oleh faktor lain. b. di bagian anode diperoleh nilai koefisien determinasi sebesar 0,61, hal ini menunjukkan bahwa tegangan di katode berpengaruh sebesar 61%, sisanya dipengaruhi oleh faktor lain. 14 14 12 12 10 y = -0,0254x + 6,9933 10 R² = 0,78 8 6 4 pH 8 6 y = -0,0452x + 5,9227 R² = 0,61 4 22 0 0 0 20 40 60 80 -80 -60 -40 -20 0 Tegangan Anode (V) Tegangan katode (V) a. b. Gambar 4.8 Grafik pH terhadap tegangan pada elektrolisis air minum dengan TDS =124 ppm, a. di bagian katode b. di bagian anode. Gambar 4.9 memperlihatkan grafik pH terhadap tegangan pada elektrolisis air minum dengan TDS =150 ppm, a. di bagian katode, dengan persamaan regresi linier diperoleh nilai koefisien determinasi sebesar 0,65, hal ini menunjukkan

82 bahwa tegangan di katode berpengaruh sebesar 65%, sisanya dipengaruhi oleh faktor lain. b. di bagian anode diperoleh nilai koefisien determinasi sebesar 0,53, hal ini menunjukkan bahwa tegangan di katode berpengaruh sebesar 53%, sisanya dipengaruhi oleh faktor lain. 14 14 12 12 10 10 8 6 y = -0,0248x + 7,6921 8 pH 4 y = -0,0416x + 5,4723 R² = 0,65 2 R² = 0,53 6 0 20 40 60 80 4 0 Tegangan Anode (V) 2 0 -80 -60 -40 -20 0 Tegangan di katode (V) c. d. Gambar 4.9 Grafik pH terhadap tegangan pada elektrolisis air minum dengan nilai TDS = 150 ppm, a. di bagian katode b. di bagian anode. Gambar 4.10 memperlihatkan grafik pH asam dan pH basa hasil elektrolisis terhadap nilai TDS: a. Pada koneksi langsung ke MSS, diperoleh tegangan rata-rata 19,2V; nilai koefisien determinasi 0,94 dan 0,97, menunjukkan bahwa 94% pH basa dan 97 % pH asam dipengaruhi oleh TDS. b. Pada koneksi menggunakan baterai diperoleh tegangan rata-rata 10,6V; nilai koefisien determinasi 0,98 dan 0,84, menunjukkan bahwa 98% pH basa dan 84 % pH asam dipengaruhi oleh TDS.

83 c. Pada koneksi ke konverter diperoleh tegangan rata-rata 61,7V; nilai koefisien determinasi 0,87 dan 0,64, menunjukkan bahwa 87% pH basa dan 64 % pH asam dipengaruhi oleh TDS. pH basa 10 pH asam 7 y = -0,061x + 13,384 9 y = 0,0659x - 1,2044 6 R² = 0,97 R² = 0,94 5 8 4 3 7 140 160 180 2 140 160 180 120 TDS (ppm) TDS (ppm) 120 a. pH basa 12 y = 0,0055x + 7,6403 pH asam 5 11 R² = 0,98 10 4 200 400 600 800 9 TDS (ppm) 3 y = 0,0014x + 3,4044 8 R² = 0,84 7 2 0 0 200 400 600 800 TDS(ppm) b. pH basa 10 y = 0,0055x + 8,1377 pH asam 3,5 y = 0,0014x + 2,9112 R² = 0,87 3,4 R² = 0,64 9,5 3,3 200 300 400 3,2 200 300 400 9 TDS (ppm) 3,1 TDS (ppm) 8,5 3 100 2,9 100 c. Gambar 4.10 Grafik pH asam dan pH basa hasil elektrolisis terhadap nilai TDS: a. koneksi langsung tegangan rata-rata 19,2V; b. koneksi ke baterai tegangan rata-rata 10,6V; c. koneksi dengan konverter tegangan rata-rata 61,7V.

84 Tabel 4.7 Data arus dan efisiensinya pada percobaan elektrolisis menggunakan PWI dengan langsung MSS (D) tanpa menggunakan baterai dan konverter. Teg (V) jenis air TDS (ppm) Arus (mA) EA-A (%) EA-B (%) 19,7 1 124 14 30,39 0,26 18,5 2 150 16 3,92 0,606 19,3 3 649 310 0,17 16,44 Tabel 4.7 menunjukkan bahwa hasil pengukuran dan perhitungan dengan MSS sebagai sumber langsung energi elektrolitik dengan tegangan rata-rata 19,2 volt, efisiensi arus tertinggi pada anode sebesar 30,39% pada saat digunakan untuk elektrolisis air mineral tipe 1 dengan TDS 124 ppm dan rata-rata saat ini rata-rata 14 mA. Efisiensi pembentukan air alkali tertinggi pada katode juga dicapai pada nilai 16,44% pada saat elektrolisis air tipe 3 dengan TDS 649 ppm, menghasilkan arus rata-rata 310 mA. Rata-rata EA untuk pembentukan air asam adalah 11,49% dan untuk pembentukan air alkali adalah 5,76%. Tabel 4.8 Data arus dan efisiensi pada percobaan elektrolisis menggunakan PWI dengan MSS tersambung baterai tanpa konverter (B). Tegangan Jenis TDS Arus EA- EA- (V) air (ppm) (mA) A (%) B (%) 10,7 1 124 4 0,28 0,06 10,7 2 150 8 13,39 0,76 10,4 3 163 28 9,78 7,38 Tabel 4.8 menunjukkan bahwa hasil pengukuran dan perhitungan pada penggunaan MSS yang dihubungkan dengan baterai sebagai sumber energi

85 elektrolisis. Tegangan rata-rata 10,6 volt, diperoleh efisiensi arus tertinggi pada anode sebesar 13,39% pada saat digunakan untuk elektrolisis air mineral tipe 2 dengan TDS 150 ppm dan arus rata-rata 8 mA. Efisiensi pembentukan air alkali pada katoda tertinggi juga dicapai pada nilai 7,38% pada saat elektrolisis air tipe 3 dengan TDS 163 ppm, menghasilkan arus rata-rata 28 mA. Rata-rata EA untuk pembentukan air asam adalah 7,81% dan untuk pembentukan air alkali adalah 2,71%. Tabel 4.9 Data arus dan efisiensi pada percobaan elektrolisis menggunakan PWI dengan MSS terhubung menggunakan baterai dan konverter (K). Tegangan jenis TDS Arus EA-A EA-B (V) air (ppm) (mA) (%) (%) 69,0 1 124 44 5,67 0,19 69,0 2 150 59 15,29 0,59 47,1 3 329 67 6,37 3,81 Tabel 4.9 menunjukkan bahwa penggunaan MSS yang terhubung ke baterai dan konverter dengan tegangan rata-rata 61,7 volt. Efisiensi arus pembentukan asam tertinggi pada anode sebesar 15,29% saat digunakan untuk elektrolisis air mineral tipe 2 dengan TDS 150 ppm dan rata-rata saat ini 59 mA. Efisiensi pembentukan basa tertinggi pada katode juga dicapai pada nilai 3,81%, pada saat elektrolisis air tipe 3 dengan TDS 329 ppm, menghasilkan arus rata-rata 67 mA. Rata-rata EA untuk pembentukan air asam adalah 9,11% dan untuk air alkali pembentukannya adalah 1,43%. Hasil pengukuran elektrolisis dari beberapa air mineral diurutkan berdasarkan kenaikan TDS dapat dilihat pada Tabel 4.10. Nilai rata-rata TDS adalah 218 ± 57,9 ppm, dan rata-rata tegangan 30,5 ± 8,17 volt.

86 Nilai arus maksimum, minimum, dan rata-rata elektrolisis berturut-turut adalah 0,310; 0,004; 0,061 ampere. Berdasarkan enam percobaan pertama terlihat bahwa ketika nilai TDS konstan, kenaikan tegangan menyebabkan peningkatan arus elektrolisis, dan juga ketika nilai tegangan konstan, kenaikan TDS menyebabkan peningkatan arus elektrolisis. Berdasarkan hasil perhitungan, nilai rata-rata efisiensi arus pembentukan air asam lebih besar dari pada efisiensi pembentukan air asam, keduanya relatif lebih kecil dari 10%. Hal ini terjadi karena tidak semua ion hidronium yang terurai terikat pada ion asam, juga tidak semua ion hidroksida yang terurai terikat pada ion alkali, sebagian ion tertarik ke sisi katode dan anode. Tabel 4.10 Pengelompokan data berdasarkan TDS, Tegangan, Arus, dan Efisiensi Arus. Tegangan(volt) TDS (ppm) Arus (A) EA-A (%) EA-B (%) 10,7 124 0,004 0,284 0,061 19,7 124 0,014 30,39 0,26 69 124 0,044 5,674 0,2 10,7 150 0,008 13,39 0,76 18,5 150 0,016 3,92 0,61 69 150 0,059 15,29 0,59 10,4 163 0,028 9,78 7,38 47,1 329 0,067 6,37 3,81 19,3 649 0,31 0,17 16,44 Nilai arus sebanding dengan perubahan pH, tetapi tidak berbanding lurus dengan efisiensinya. Rata-rata EA-A dan EA-B dihitung dengan nilai 9,47 ± 3,14% dan 3,35 ± 1,83%. Nilai EA-A lebih besar dari nilai EA-B hampir tiga kali lipat, hal ini dikarenakan volume basa (1200 mL) adalah enam kali volume asam (200 mL).

87 4.5 Perhitungan Energi Elektrolisis Tabel 4.11 menunjukkan hasil pengukuran tegangan dan arus elektrolisis untuk produksi air alkali dan air asam. Besar daya elektrolisis diperoleh dengan cara mengalikan besar tegangan dengan besar arus. Besar energi diperoleh dengan mengalikan besar daya dengan waktu, waktu yang digunakan selama satu jam. Energi ini bersumber dari matahari yang diserap oleh sebuah modul sel surya 50 Wp, berukuran 50 cm x 60 cm. Tabel 4.11 Hasil pengukuran dan perhitungan tegangan, arus, daya, dan energi dengan sumber energi surya. No Tegangan Arus Daya Energi (volt) (mA) (watt) (Kwh) (joule) 1 0,000043 154 2 10,7 4 0,04 0,000291 1048 3 10,4 28 0,29 0,000086 308 4 10,7 8 0,09 0,000296 1066 5 18,5 16 0,29 0,005983 21539 6 19,3 310 5,98 0,000276 993 7 19,7 14 0,27 0,003156 11361 8 47,1 67 3,16 0,003036 10930 9 69 44 3,04 0,004071 14656 Rata2 69 59 4,07 0,0019 6895 30,5 61 1,92 Tabel 4.1 juga memperlihatkan bahwa daya rata-rata yang digunakan alat adalah 1,92 watt, maksimum sebesar 5,98 watt. Hal ini menunjukkan bahwa alat yang dirancang bangun tidak mengkonsumsi daya yang tinggi. Harga rata energi Per kwh saat ini adalah Rp 1400 (Muhammad,I, 2021), sehingga harga atau biaya energi yang diperlukan nya hanya sekitar Rp 2,8.

88 Pada standar test condition, nilai incident solar radiation (insolation rate) adalah 1000 watt/m2. Efisiensi modul sel surya rata-rata 15%. Jika nilai daya maksimum yang digunakan sebesar 6 watt, maka luasnya adalah 6/150 = 0,04 m2 sehingga ukuran modul sel surya yang diperlukan hanya sekitar 0,2m x 0,2m (20 cm x 20 cm). Daya yang digunakan alat tipe batch sebelumnya berkisar antara 5- 10 Watt, energi yang dipakai sebesar 0,030-0,12 kWh. 4.6 Hasil Pengukuran Waktu Nyata Tabel-tabel berikut menunjukkan hasil pengukuran elektrolisis untuk memproduksi air alkali dan air asam. Percobaan dilakukan selama satu jam. Sampel air minum yang digunakan diambil dari air yang tersedia di rumah yang berasal dari PDAM di kawasan Cikutra Bandung, dan air kemasan merek A, dengan TDS awal 132 dan 181 ppm, suhu 280C. Tegangan yang diukur oleh multimeter berasal dari outlet kotak kontak On-Grid PLTS 220 V, tegangan yang dihasilkan alat sebesar 100 V. Pengukuran ini merupakan real time atau waktu nyata yang mana kita dapat mengetahui perubahan datanya setiap selang waktu 10 menit. Tabel 4.12 Hasil pengukuran arus, suhu, TDS dan pH pada pembuatan air alkali dari air minum tipe 1. Waktu(menit) I(mA) T (0C) TDS (ppm) pH 0 49 28 132 7 10 61 30 136 8,3 20 100 32 137 8,6 30 124 34 141 8,8 40 127 37 145 9 50 136 39 146 9,1 60 150 40 159 9,5

89 Tabel 4.13 Hasil pengukuran arus, suhu, TDS dan pH pada pembuatan air alkali dari air minum tipe 2. Waktu(menit) I (mA) T (0C) TDS (ppm) pH 0 54 28 181 7,2 10 110 32 189 8,5 20 150 40 201 8,8 30 154 43 215 9,2 40 157 47 248 9,3 50 161 51 242 9,5 60 170 56 237 9,8 Hasil pengukuran elektrolisis jenis air minum pembentukan air alkali/basa dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan Tabel 4.13. pH larutan alkali dapat mencapai 9,5 atau 9,8 tergantung pada kandungan mineral dalam air tersebut. Selama proses elektrolisis arus listrik cenderung naik, hal ini dikarenakan ion-ion yang terbentuk semakin memudahkan arus untuk mengalir. Arus ini sebanding dengan jumlah elektron yang dihasilkan selama proses elektrolisis, berbanding lurus dengan bilangan listrik Faraday, F. Nilai TDS juga meningkat, karena proses ionisasi memisahkan senyawa garam menjadi ion-ion yang akan membentuk air asam dan basa. TDS berbanding lurus dengan peningkatan konduktivitas larutan. Pada menit ke-60 terjadi perubahan TDS dan pH yang signifikan. nilai TDS lebih tinggi dari TDS basa, Karena volume air asam yang didapat lebih sedikit. Temperatur meningkat karena ada arus listrik yang menyebabkan reaksi eksoterm, ionisasi terjadi pada molekul garam mineral, temperatur berubah selama satu jam sebesar 12 0C- 28 oC.

90 Gambar 4.11 menunjukkan Grafik pH terhadap waktu elektrolisis dalam pembentukan air alkali. pH cenderung meningkat secara exponensial. Persamaan exponensial untuk elektrolisis air minum tipe 1 dan 2, adalah y = 7,46e0,043x dengan pH akhir 9,5, atau terjadi peningkatan pH sebesar 2,5 dan y = 7,281e0,0409x , dengan pH akhir 9,8. Dengan demikian nilai pHnya meningkat sebesar 2,8. 12 11 10 y = 7,46e0,043x pH pH1 9 pH2 8 y = 7,28e0,0409x Expon. (pH1) Expon. (pH2) 7 6 10 20 30 40 50 60 0 Waktu (menit) Gambar 4.11 Grafik pH terhadap waktu elektrolisis dalam pembentukan air alkali.

91 Hasil pengukuran elektrolisis air minum tipe 1 untuk menghasilkan air asam dapat dilihat pada Tabel 4.14. Pengukuran dilakukan selama satu jam dan dicatat perubahannya setiap 10 menit sampai 60 menit, pH awal 7,0 dan pH akhir 2,7. Jumlah air asam yang dihasilkan adalah 1200 ml, dan air alkali yang diperoleh 120 ml dengan nilai pH = 11,5 dan TDS = 630. Posisi elektrode dibalik, pada botol kecil diletakan elektrode negatif/katode, sehingga menghasilkan air alkali. Pada teko diletakan elektrode positif atau sebagai anode. Tabel 4.15 menunjukkan hasil pengukuran pembentukan asam dari elektrolisis air mineral tipe 2. Posisi elektrode dibalik, pada botol kecil diletakan elektrode negatif/katode, sehingga menghasilkan air alkali. Pada teko diletakan elektrode positif atau sebagai anode. Pengukuran dilakukan selama satu jam dan dicatat perubahannya setiap menit pertama hingga menit ke-60, pH awal 7,2 dan pH akhir 3,3. Jumlah air asam yang dihasilkan adalah 1200 ml. Air alkali yang menghasilkan 120 mL, dengan nilai pH = 12, TDS = 690. Gambar 4.12 menunjukkan grafik pH terhadap waktu elektrolisis dalam pembentukan air asam. pH cenderung menurun secara exponensial. Persamaan exponensial untuk elektrolisis air minum tipe 1 dan 2, adalah y = 7,05e-0,123x pH dan y = 6,87e-0,156x. dengan pH akhir menurun menjadi dari 7,0 dan 7,2 menjadi 2,7 dan 3,3.

92 Tabel 4.14 Hasil pengukuran arus, suhu, TDS dan pH pada pembuatan air asam dari air minum tipe 1. Waktu(menit) I(mA) T (0C) TDS (ppm) pH 0 91 28 132 7,0 10 90 31 191 5,5 20 102 35 224 3,4 30 123 37 200 3,2 40 136 40 248 2,9 50 157 42 299 2,8 60 165 45 317 2,7 Tabel 4.15 Hasil pengukuran arus, suhu, TDS dan pH pada pembuatan air asam dari air minum tipe 2. Waktu(menit) I(mA) T (0C) TDS (ppm) pH 0 160 28 181 7,2 10 165 33 192 5,4 20 206 40 305 4,4 30 238 47 425 3,9 40 218 50 493 3,7 50 197 53 510 3,4 60 183 55 535 3,3 pH 8 pH1 pH2 7 Expon. (pH1) Expon. (pH2) 6 5 y = 7,0469e-0,123x 4 3 2 y = 6,8723e-0,156x 1 0 0 10 20 30 40 50 60 Waktu (menit) Gambar 4.12 Grafik pH terhadap waktu elektrolisis dalam pembentukan air asam.

93 Analisis Waktu Nyata Proses Elektrolisis Dalam melakukan analisis waktu nyata, percobaan elektrolisis dilakukan tiga kali untuk jenis air mineral dengan TDS yang berbeda, menggunakan lubang membran yang lebih banyak yaitu 8 lubang, pada percobaan-percobaan sebelumnya hanya menggunakan 4 lubang. Dengan penambahan luas membran ini, terjadi peningkatan arus yang signifikan, makin besar TDS, makin besar arusnya. Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui karakteristik arus elektrolisis pada pembuatan air alkali dan air asam. Tabel 4.16 menunjukkan hasil pengukuran arus elektrolisis pada waktu nyata untuk air minum jenis 1,2, dan 3 dengan TDS 63, 111, dan 203 ppm. Arus elektrolisis diukur setiap 5 menit. Pada tahap awal arus elektrolisis meningkat sampai mencapai puncaknya. Pada tahap kedua arus menurun, dan pada tahap ketiga arus cenderung konstan. Gambar 4.13 melukiskan grafik peningkatan dan penurunan arus terhadap waktu elektrolisis, dan pendekatan persamaan arus y1,y2 dan y3 sebagai fungsi waktu (x) untuk jenis air minum 1,2 dan 3 sebagai berikut : y1 = 30,065e0,0698x + 45,117e-0,045x (4.5) y2 = 50,911e0,0818x + 93,971e-0,053x (4.6) y3 = 128,87e0,0897x + y = 231,89e-0,095x (4.7)

94 Tabel 4.16 Hasil pengukuran arus elektrolisis pada waktu nyata untuk jenis air 1,2, dan 3 dengan TDS 63, 111, dan 203 ppm. Waktu I1(mA) I2(mA) I3(mA) t (menit ke-) TDS 63ppm TDS = 11ppm TDS =203ppm 0 32 57 113 5 35 58 152 10 37 59 186 15 39 71 199 20 44 82 225 25 45 89 247 30 44 94 272 35 43 97 238 40 41 99 243 45 40 93 248 50 36 81 217 55 34 77 185 60 32 70 159 65 31 67 145 70 29 64 128 75 28 58 108 80 27 53 96 85 26 50 82 90 25 49 75 95 25 47 70 100 25 46 67 105 24 45 69 110 24 45 67 115 24 44 65 120 24 43 62 125 23 42 62 130 23 42 61 135 23 41 60 140 23 41 60 145 22 40 60 150 22 40 60 155 22 40 60 160 22 40 60 165 22 39 60 170 22 38 60 175 22 38 60 180 22 37 60

95 Gambar 4.13 Grafik peningkatan dan penurunan arus elektrolisis terhadap waktu untuk air minum a.Jenis 1, b. Jenis 2 dan c. Jenis 3.

96 Gambar 4.14 Grafik arus terhadap waktu elektrolisis untuk untuk jenis air minum 1,2 dan 3 yang berbeda kandungan ionnya. Terlihat pada grafik Gambar 4.14 bahwa pada menit-menit awal (0) hingga menit 20, 30 atau 40 (t1), arus meningkat secara eksponensial, sampai titik puncak. Kemudian setelah mencapai puncaknya arus menurun secara eksponensial hingga menit ke 100 (t2). Setelah mencapai waktu t3 atau pada menit 120, arus cenderung konstan. Nilai t1,t2, dan t3 untuk setiap jenis air berbeda-beda tergantung dari nilai TDS nya. Rangkaian pengganti alat dan prosesnya dapat dilukiskan seperti pada Gambar 4.15, dengan saklar S dengan waktu penyambungan 0-t1,t1-t2,t2-t3. Pada tahap pertama hingga t1, arus elektrolisis naik secara eksponensial, seperti arus pengisian induktor (L). Molekul - molekul dalam air minum mengalami sifat magnetik. Arah ion-ion dipol yang asalnya acak, akan teratur sesuai dengan arah

97 medan listrik, Pada tahap kedua hingga t2, arus elektrolisis menurun secara eksponensial, seperti arus pengisian kapasitor (C). Pada tahap ke-3 mulai t3, sampai cenderung konstan, seperti hal nya arus yang mengalir pada resistor (R). Jika ditinjau dari jumlah ion-ion, atau konduktivitas. maka tahap pertama terjadi ionisasi (penambahan jumlah ion, hingga maksimum).tahap kedua terjadi reaksi redoks (pengurangan jumlah ion hingga minimum), tahap ketiga seluruh ion-ion garam sudah sudah membentuk senyawa asam dan basa, logam alkali dan gas klor. Arus elektrolisis dapat didekati dengan persamaan (4.8): I1 = E/R(1 - e - ( R/L)t ) dan I2 = E/R.e - ( t / RC ) (4.8) Gambar 4.15 Rangkaian pengganti alat dan proses elektrolisis air minum bermineral. Pengukuran pH dan TDS untuk elektrolisis untuk jenis air 1,2 dan 3 dengan TDS 63, 111, dan 203 ppm dilakukan pada saat awal dan akhir percobaan. Hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.17, semakin tinggi nilai TDS, semakin tinggi perubahan pH.

98 Tabel 4.17 Hasil pengukuran TDS dan pH awal dan akhir setelah elektrolisisis pada air asam dan air basa Jenis air TDS TDS akhir pH pH akhir 1 awal asam basa awal asam basa 2 63 388 72 7,1 3,8 8,4 3 111 777 131 7,1 3,3 9,0 203 191 122 7,8 2,6 10 Pengukuran pH pada elektrolisis larutan NaCl, KNO3, MgCl2 , dan CaCl2 Percobaan berikutnya dilakukan pada larutan NaCl, KNO3, MgCl2, dan CaCl2, elektrolisis selama satu jam, setiap 5 menit diukur nilai pHnya hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.18. Perubahan pH pada CaCl2 tertinggi sebesar 3,8 karena TDSnya tinggi tertinggi sebesar 532 ppm. Perubahan pH pada NaCl cukup tinggi (3,1) meskipun TDSnya rendah sebesar 164 ppm, hal ini karena ion Na+ semuanya larutan dan lebih mempengaruhi terhadap pH. Gambar 4.16 menunjukan grafik pH terhadap waktu elektrolisis untuk larutan NaCl, KNO3, MgCl2, dan CaCl2. Hubungan pH (variabel y) sebagai fungsi dari waktu(variabel x) didekati dengan persamaan exponensial (4.9), (4.10), (4.11),dan (4.12) sebagai berikut : (4.9) Untuk larutan CaCl2  y1 = 7,96e0,0318x (4.10) Untuk larutan NaCl  y2 = 8,05e0,0224x (4.11) Untuk larutan KNO3  y3 = 7,55e0,0254x (4.12) Untuk larutan MgCl2  y4 = 8,03e0,0151x

pH 99 Tabel 4.18 Hasil pengukuran pH di sisi katode untuk larutan NaCl, KNO3, MgCl2, dan CaCl2, dengan TDS 226,126,164,dan 532 ppm. Waktu(menit) pH(KNO3) pH(MgCl2) pH(NaCl) pH(CaCl2) 0 7,1 7,2 7,2 7,2 5 7,8 7,9 8,2 7,5 10 7,9 8,8 9,1 9,2 15 8,7 8,9 9,3 9,6 20 9,2 9,1 9,4 10,1 25 9,3 9,3 9,6 10,5 30 9,3 9,3 9,8 10,6 35 9,5 9,3 9,8 10,8 40 9,5 9,3 9,8 11 45 9,6 9,3 9,9 11 50 10 9,3 10,3 11 55 10 9,3 10,3 11 60 10 9,3 10,3 11 12 11 y1 = 7,96e0,0318x y2 = 8,05e0,0224x 10 y3 = 7,55e0,0254x 9 y4 = 8,03e0,0151x 8 pH(KNO3) 7 pH(MgCl2) 6 pH(NaCl) pH(CaCl2) 5 4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Waktu (menit) Gambar 4.16 Grafik pH terhadap waktu elektrolisis untuk larutan NaCl, KNO3, MgCl2, dan CaCl2.

100 4.7 Hasil Analisis Statistik Regresi Analisis regresi digunakan untuk mengetahui pengaruh variabel tegangan dan TDS terhadap arus dan efisiensinya dalam pembentukan air asam dan air alkali. Tabel 4.19 menunjukkan hasil analisis data dengan menggunakan regresi pada tingkat kepercayaan 95%. Analisis data dilakukan sebanyak tiga kali: Pada analisis data pertama, elektrolisis arus (I) sebagai variabel terikat, variabel bebasnya adalah tegangan catu daya dan elektrolit TDS. Pada analisis kedua dan ketiga, variabel terikat adalah efisiensi EA-A dan EA-B, sedangkan tegangan, TDS, dan arus elektrolisis sebagai variabel bebas. Tabel 4.19 Hasil analisis data dengan menggunakan regresi pada tingkat kepercayaan 95%. Variabel Variabel Koefisien p-value Mult. R/Adj.R Sign.F terikat bebas R square 0,00031 I(A) Potensial(V) 0,00044 0,33 0,97 /0,91 0,57 TDS(ppm) 0,00054 0,0001 0,0032 EA-A (%) Potential(V) 0,0001 0,99 0,41 0,17 TDS(ppm) -0,022 0,31 EA-B (%) Potential(V) -0,004 0,33 0,92 0,80 TDS(ppm) 0.003 0,0013 Persamaan (4.13), (4.14),dan (4.15) merupakan persamaan regresi yang menghubungkan pengaruh tegangan dan TDS terhadap arus elektrolitik serta efisiensinya dalam pembentukan asam dan basa: I (A) = 0,00044P + 0,00054T - 0,0691 (4.13) EA-A (%) = 0,0001P - 0,022T +14 (4.14) EA-B (%) = - 0,004P + 0,003T - 1,67 (4.15) Dengan, P = potensial atau tegangan (volt), T = TDS (ppm)

101 Analisis data pertama menjelaskan bahwa berdasarkan nilai koefisien, variabel TDS (0,00054) memberikan pengali yang lebih dominan daripada tegangan (0,00044). Berdasarkan p-value, TDS memberikan nilai 0,0001 (<5%); Sedangkan tegangan memberikan p-value 0,33 (> 5%) yang berarti TDS berpengaruh sangat signifikan, sedangkan tegangan memiliki pengaruh yang kurang signifikan. Keduanya memberikan kontribusi yang signifikan dengan nilai Sign.F sebesar 0,00031 (<5%), dari nilai korelasi dan kombinasi determinasi kedua variabel memberikan korelasi yang sangat kuat (0,97), dengan koefisien determinasi yang berdekatan sebesar 0,91, hal ini menunjukkan bahwa 91% arus dipengaruhi oleh faktor tegangan dan TDS, sedangkan sisanya 9% dipengaruhi oleh faktor lain. Gambar 4.17 menunjukkan grafik dalam tiga dimensi dari persamaan regresi yang dapat digunakan untuk memprediksi hubungan antara TDS dan tegangan elektrolisis arus. Current Electrolysis (A) 0,35 0,3 0,25 10,7 19,7 0,2 Potential 69 0,15 (V) 10,7 18,5 0,1 19,3 69 10,4 0,05 10,4 47,1 19,3 0 18,5 124 124 124 150 150 150 163 329 69 TDS (ppm) 10,7 649 Gambar 4.17 Grafik hubungan arus elektrolisis terhadap TDS dan tegangan dalam tiga dimensi.

102 Analisis data kedua menjelaskan pengaruh tegangan, dan TDS, terhadap efisiensi arus pembentukan air asam (EA-A). Berdasarkan nilai p dan signifikansi F-nya diperoleh nilai 0,99 & 0,31 (> 5%) dan 0,57 (> 5%). Artinya pengaruh tegangan dan TDS terhadap EA-A kurang signifikan. Korelasi rata-rata memberikan nilai 0,42 menunjukkan adanya hubungan antara (sedang) antara semua faktor. Koefisien determinasi rata-rata 0,17 artinya hanya 17% EA-A yang dipengaruhi oleh tegangan, TDS, dan arus elektrolisis sedangkan sisanya 83%, dipengaruhi oleh faktor lain seperti volume elektrolit, dimensi elektrode, luas membran atau yang lainnya. Analisis data ketiga menjelaskan pengaruh tegangan, dan TDS terhadap efisiensi arus pembentukan air basa (EA-B). Berdasarkan nilai signifikansi F: 0,0032 (<5%), artinya pengaruh tegangan, dan TDS sangat signifikan. Jika dilihat dari nilai korelasi rata-rata memberikan korelasi yang sangat kuat (0,90), dengan koefisien determinasi 0,81; Hal ini menunjukkan bahwa 81% EA-B dipengaruhi oleh tegangan dan TDS, sedangkan 19% sisanya dipengaruhi oleh faktor lain. Gambar 4.18 menunjukkan grafik tegangan dan TDS terhadap EA-A dan EA-B. Nilai EA-A maksimum berdasarkan persamaan regresi adalah 11,58% pada tegangan 69 volt dan TDS 124 ppm. Nilai maksimum EA-B adalah 15,9% pada tegangan 19,7 volt dan TDS 649 ppm.

103 CE -A(%) 35 11,58 CE -A(%) 35 11,58 30 30 25 20 40 60 80 25 200 400 600 800 20 20 TDS(ppm) 15 Potential (V) 15 10 10 15,9 15,9 5 5 CE-B(%) 0 CE-B(%) 0 -5 0 -5 0 20 40 60 80 200 400 600 800 20 Potential (V) 20 TDS(ppm) 15 15 10 10 5 5 0 0 0 0 -5 -5 Gambar 4.18 Grafik tegangan (potential) dan TDS terhadap efisiensi arus elektrolisis pembentukan asam (EA-A) dan basa (EA-B).

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1. Air alkali terbentuk di katode disebabkan keberadaan ion-ion logam yang umum terdapat air minum (N+, K+, Ca2+, dan Mg2+). Besarnya pH dari alkali lebih disebabkan oleh ion-ion logam alkali (N+ dan K+), daripada oleh ion- ion logam alkali tanah (Ca2+ dan Mg2+). Air asam terbentuk di anode disebabkan oleh keberadan anion-anion yang umum terdapat dalam air minum (Cl-, NO3-, SO42-, dan CO32-/HCO3- ). Besarnya pH dari air asam lebih disebabkan oleh keberadaan anion-anion bermuatan -1 (yaitu Cl- dan NO3-) dari pada oleh anion-anion bermuatan -2 (yaitu SO42-, dan CO32-). 2. Pembuatan alat/ instrumen elektrolisis untuk menghasilkan air alkali dan air asam telah dibuat secara sederhana dengan bahan elektrode stainless steel dan grafit. Tegangan listrik dapat diperoleh langsung dari modul sel surya atau melalui baterai dan konverter. Alat dapat berfungsi dengan baik, menghasilkan air alkali dan air asam. Dengan memperbanyak lubang membran, waktu elektrolisis dilakukan selama satu jam, hal ini menjadi lebih cepat dibandingkan alat sebelumnya yang memerlukan 6-12 jam. 103

104 5.2 Saran Untuk memperoleh manfaat yang lebih banyak dari hasil elektrolisis air minum dengan sumber energi surya maka disarankan melakukan perancangan dan pembuatan alat dengan skala yg lebih besar untuk tujuan komersial.

105 DAFTAR PUSTAKA Alfian,S., Nahwa, A.,Hardian. 2017. Perbandingan Kadar Natrium Serum Sebelum dan Setelah Pemberian Air Alkali Pada Kelompok Dengan Latihan Fisik, Jurnal Kedokteran Diponegoro, JKD, Vol. 6, No. 2, April : 215-225. Amin and Kamel. 2008. International Publication, PCT WO 2008/138358 Al, Electrolyzed alkaline water for drinking ph 9.5 +/- 1.5. https://patents.google.com/patent/WO2008138358A1/en Amin and Kamel. 2008. International Publication, PCT WO 2008/138359 Al, Electrolyzed acidic water for sterilization and disinfection ph 2.5+/- 1.5 https://patents.google.com/patent/WO2008138359A1/en Anthony Hayter. 2012. Probability and Statistics for Engineers and Scientists, Fourth Edition, Cengage Learning. University of Denver,Brooks/Cole 20 Channel Center Street Boston, MA 02210 USA Ashton, J. J. B. C., Geary, L. 2011. The Effects of Temperature on pH Measurement, Technical Services Department, Reagecon Diagnostics Ltd, Shannon Free Zone, County Clare, Ireland.TSP-01 Issue 2.Pp 1-7 http://www.reagecon.com/pdf/technicalpapers/Effects_of_Temperature_on _pH_v4-_TSP-01-2.pdf. Azrina, A., Hock, E. K., Aizat, I.Razman. 2012. Evaluation of Minerals Content of Drinking Water in Malaysia. The Scientific World Journal. Pp 1-10 Brady, E., Neil, D., Hyslop, Alison. 2012. Chemistry. The Molecular Nature Of Matter– 6th ed.Wiley, New York. Chycki, J., Tomasz, Z.A., Maszczyk, Anna, K. 2017.The effect of mineral-based alkaline water on hydration status and the metabolic response to short-term anaerobic exercise. Biol.Sport 2017; DOI:10.5114/biolsport.2017.66003 34:255-261 Darsini, E., Cahyono, A. 2017. Efektivitas Konsumsi Air Alkali Terhadap Kadar Ldh Penderita Kanker Kelenjar Getah Bening, Jurnal Keperawatan - STIKES Dian Husada Mojokerto,Hal. 1 Dewi P S, Novi K, Agus Y.2018.Kajian Perencanaan PLTS Terhubung Ke Grid Untuk Melayani Suplai Daya Listrik di Menara STT - PLN.Jurnal Sutet Vol. 8 No.1 ,pp 13-20

106 Diogo, M. F., Santos; César A. C, Figueiredo.José L. 2013. Hydrogen Production By Alkaline Water Electrolysis, Quím. Nova . vol.36 no.8,ISSN 0100- 4042. El-Sayed, H.M., Safie, E.M. , El Shenawy, E.T., Ramadan, A, Farag, N.M.2017. Performance Study of Photo voltaic-Water Electrolysis System for Hydrogen Production: A Case Study of Egypt, Int. J. of Thermal & Environmental Engineering Volume 15, No. 2, 129-133 Fereshteh, E., Reza, D., Somayeh, N. H., Mehron, M. H. 2016. Health Technology Assessment On Super Oxidized Water For Treatment Of Chronic Wounds. Med .J Islam Repub. Iran. 30: 384. F. Okada & K. Naya .2012. Electrolysis for Ozone Water Production. DOI: 10.5772/51945https://www.intechopen.com/books/electrolysis/electrolysis -for-ozone-water-production. Gede,W.2012. Pemanfaatan Energi Surya. DOI:10.23887/jptk- undiksha.v9i1.2876 https://www.researchgate.net/publication/315599141_PEMANFAATAN_ ENERGI_SURYA Ghozali, I. 2016. Aplikasi Analisis Multivariete Dengan Program IBM SPSS 23. Edisi 8. Semarang: Badan Penerbit Universitas Diponegoro. Haxel, G.B.2005. Ultrapotassic mafic dikes and rare earth- and barium-rich carbonatite at Mountain Pass, Mojave Desert, Southern California: Summary and field trip localities: U.S. Geological Survey Open-File Report 2005–1219, 4 p. Available athttp://pubs.usgs.gov/of/2005/1219/. Henry,M.&Chambron,J.2013.Review Physico-Chemical, Biological and Therapeutic Characteristics of Electrolyzed Reduced Alkaline Water (ERAW) ISSN 2073-4441, 5, 2094-2115 http://www.mdpi.com/journal/water. Huang & H-H. 2016. The Eh-pH Diagram and Its Advances, Metals , 6(1), 23; https://doi.org/10.3390/met6010023 Isana, S. 2010. Perilaku Sel Elektrolisis Air dengan Elektrode Stainless Steel. Pros. Seminar Nasional. ISBN: 978-979-98117-7-6. Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY. Ita & Dian, M.2019. Parameter Fisika, Kimia dan Bakteriologi Air Minum Alkali Terionisasi yang Diproduksi Mesin Kangen Water LeveLuk SD 50, Jurnal

107 Ilmiah Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Sainmatika, p-ISSN 1829 586X 67,e-ISSN 2581-0170 Volume 16 No. 1, Juni 2019 DOI 10.31851/sainmatika.v16i1.2845 https://jurnal.univpgri-palembang.ac.id/index.php/sainmatika Jumiati, Joko, S., Irfana, D. F. 2013.Pengaruh Konsentrasi Larutan Katalis dan Bentuk Elektrode dalam Proses Elektrolisis untuk Menghasilkan Gas Brown, POSITRON- Vol. III, No. 1, Hal. 06 - 11 ISSN: 2301-4970 Kiamco, M.M., Zmuda, H.M., Mohamed. A., Call, D.R., Raval, Y.S., Patel, R., Beyenal, H. 2019.Hypochlorous-Acid-Generating Electrochemical Scaffold for Treatment of Wound Biofilms. Journal Sci Rep. Feb 25;9(1):2683. doi: 10.1038/s41598-019-38968-y Klaus,J., Olindo, I., Arno, H.M.S., René, A.C.M.M., Miro, Z.2014. Solar Energy Fundamentals, Technology, and Systems. First Edition. Copyright Delft University of Technology. Delft. Kurniawan, E.,Ramdhani, M.,Manfaati, R., Deden, I. D., Anggraeni, A., Rahayu, I., Bahti, H. 2018. Elektrolisis untuk Produksi Air Alkali dan Asam dengan Sumber Energi Modul Sel Surya, Seminar Nasional Kimia UIN Sunan Gunung Djati Bandung Kholqi D, Sapari D H, T. Yan W., M. Iskandarsyah, Faizal M.2018.Studi Hidrokimia dan Karakteristik Airtanah di Kecamatan Cibiru dan Cileunyi, Bandung, Jawa Barat, Indonesia. Bulletin of Scientific Contribution: GEOLOGY, Volume 16, Nomor 2, 71-78 Laeli N.,Danto H., Y. Radiyono.2014. Pengaruh Variasi Tegangan pada Pengolahan Limbah Cair Laundry Menggunakan Proses Elektrolisis,Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF) Volume 4 Nomor 1, ISSN : 2089-6158. M.A.Ghofur. 2019. Kesalahan Standar Estimasi (Standard Error Of The Estimate)https://maglearning.id/2019/03/03/kesalahan-standar-estimasi- standard-error-of-the-estimate/ Maritje, H. 2016. Solusi Listrik off-Grid Berbasis Energi Terbarukan di Indonesia. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi. https://iesr.or.id/wp- content/uploads/Energi-Terbarukan.pdf, 18/9/2018 Mazloomi, K., Sulaiman, N.B., Hossein, M. 2012. An Investigation into the Electrical Impedance of Water Electrolysis Cells With A View To Saving

108 Energy, International Journal Of Electrochemical Science,Int. J. Electrochem. Sci. No 7 3466 – 3481. Muhammad, I.2021. \"Berapa Tarif Listrik Per kWh PLN Saat Ini?\"https://money.kompas.com/read/2021/11/13/200015726/berapa-tarif- listrik-per-kwh-pln-saat-ini?page=2. Munesh, K.G., Pradyot, P., Sujit, B, Ragini.2017.Superoxidised water: A promising disinfectant against bacterial and fungal pathogens, DOI: 10.21276/APALM.2017.982. https://www.researchgate.net/publication/314233888 Parulian.2020. P–7 STATISTIKA 2 REGRESI SEDERHANA. http://tohapparulian.blog.uma.ac.id/ Pinto, V. 2014. The Relative Hydrogen Score, Enhanced Vitality Research. http://h-minus-ion.vpinf.com/rH-score-1.html Patabang & Leda. 2018. Pengolahan Air Minum Alkali Berbasis Rumah Tangga Prosiding Seminar Hasil Pengabdian Masyarakat (SNP2M), 978-602- 60766-5-6 .pp.150-153. P.R.Roberge.2019. E-pH Diagram of Water. https://corrosion- doctors.org/Corrosion-Thermodynamics/Potential-pH-diagram-water.htm. P. Mageshkumar & G. Vennila.2020. Assessment of errors in water quality data using ion balancing methods A case study from Cauvery River, South India, Indian Journal of Geo Marine Sciences.Vol. 49 (1), pp. 57-62 Rachmi A, Bayuaji P, Hanny B, Imas A, Ira D S, Winne.2020. Panduan Perencanaan dan Pemanfaatan PLTS ATAP DI INDONESIA Indonesia Clean Energy Development II.ESDM. USAID Rozi, M.F.,Sasongko, N., Yanif, D. K.2020.Pemanfaatan Tegangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Bandar Udara Internasional Soekarno-Hatta Untuk Mendukung Ketahanan Energi, Jurnal Ketahanan Energi | Volume 6 Nomor 1. Hal 39-60 Robert, M., Abramowitz, G. A.2003. Process for producing improved alkaline drinking water and the product Produced Thereby. Patent No. US 6,572,902 B2. Ruslan, A. H., Purwono, Wiharyanto. 2017. Elektrode Karbon dengan Variasi Tegangan Listrik dn Waktu Elektrolisis dalam Penurunan Konsentrasi TSS

109 dan COD pada Pengolahan Air Limbah Domestik, Jurnal Teknik Lingkungan, Vol. 6. http://ejournals1.undip.ac.id/index.php/tlingkungan S. Abdallah, E. Yousef, Issameddin Abdullah, Asma Tamime less.2013.The Effect of TDS on the Hydrogen and Oxygen Production Using Photovoltaic Power Generation System, Chemistry,International Journal Of Sustainable Water And Environmental Systems (SWES),VOl 5-1 Siswantoro, E., Purwanto,H., Sutomo. 2018 .Efektivitas Konsumsi Air Alkali Terhadap Penurunan Kadar Gula Darah Acak Pada Penderita Diabetes Mellitus Tipe 2, Jurnal Keperawatan-STIKES Dian Husada Mojokerto,Hal. 10-21` Sawada. 2005. Apparatus For Production Of Strong Alkali and Acid,Patent No.US 6,855,233 B2. Setyadi,& Priyanggara, S. P.2018. Rancang Bangun Alat Penghasil Air Alkali Sebagai Pengobatan Alternatif Berbasis Mikrokontroler. Jurnal Ilmiah Go Infotech Volume 21 No.2. STMIK AUB Surakarta. Shirahata, S., Takeki, H., Kiichiro, T. 2012. Advanced research on the health benefit of reduced water, Trends in Food Science & Technology, 124-131 Sitorus,T. B., Sebastian,O.2013.Analisis Efisiensi Elektrolisis Air dari Hidrofil pada Sel Bahan Bakar, Jurnal Dinamis,Volume II, No.12, ISSN 0216- 7492. Subandi, Slamet. H.2014. Korelasi Suhu dan Intensitas Cahaya terhadap Daya Pada Solar Cell, Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) Yogyakarta, ISSN: 1979-911X, C31-C40 Sulaiman,. M A., Mujahid, A. K. 2011.Water quality of bottled water in the kingdom of Saudi Arabia: A Comparative Study With Riyadh Municipal And Zamzam Water. Journal of Environmental Science and Health Part A Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering. Tantowi, E., Faizal, A., Enda, M., Janner, R., Mochamad,W., Memed, A. 2016, Penilaian Kualitas Air Tanah Pada Akuifer Tidak Tertekan Untuk Keperluan Air Minum Di Wilayah Utara Cekungan Air Tanah Jakarta. http://bkat.geologi.esdm.go.id/website/referensi. diunduh 10/09/2020 Takao, I.2004. Method And Apparatus For Producing Electrolyzed Water, Patent No.US0168933A1.

110 Triyan Tanamas.2017. Kenali Manfaat Air Hidrogen bagi Kesehatan https://www.klikdokter.com/info-sehat/read/2884691/kenali-manfaat-air- hidrogen-bagi-kesehatan. Vuong, N., Khong, V., Nga, T., Anh, N.,Tung, D., Thanh, T., Hoa T., Dai,Q.,Kenjiro, 2017.Potential Of Electrolyzed Water For Disinfection Of Foot-And-Mouth Disease Virus. J. Vet. Med. Sci.79(4): 726–729, Wang, L., Bassiri, M., Najafi, R., Najafi, K., Yang, J, Khosrovi B. 2007. Hypochlorous Acid as a Potential Wound Care Agent Part I. Stabilized Hypochlorous Acid: A Component of the Inorganic Armamentarium of Innate Immunity. Journal Burns Wounds. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17492050 Yuichiro, N., Norihiko. 2016. Sequential Washing with Electrolyzed Alkaline and Acidic Water Effectively Removes Pathogens from Metal Surfaces. PLOS ONE. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156058 Zhang, X L.Y. 20.14, Portable Water Ionizer. Paten China No CN203668076U Zoulias, E., Elli, V., Nicolaos, L.,1,Christodoulos, N., George, N. K.2005. A Review on Water Electrolysis. The Cyprus Journal of Science and Technology .Vol. 4,No.3. 69-74.

111 LAMPIRAN SINhTaaEwllR,eNrLg.Ey2T. 0h0tt7p.:/A/imbmrieufnnea.ctuormal/rhuibsbtoerry/norlf.hrutmbbl.er latex

112

113

PERHITUNGAN EFISIENSI ARUS PEMBENTUKAN AS Total reaksi :4 H2O(l)  4 H2 (g) + 2 2H2O(l)  2 H2 (g) + O2(g) Di sisi 4 H2O (l) + 4e-  4 H3O+ (aq) + 4e-  ___________________ 4 H3O+ (aq) + 8 e-  Di sisi 4 OH- (aq)  O2(g) + 6 H2O(l)  O2(g) + _____________________________________ 4 H2O(l) + 4 OH- (aq)  2 No Arus Q mol electron Tambahan mol Tambahan mol perc. (mA) (coulomb) (Q/F) [OH- atau H+) [H+] dari (m1 karena arus(M) pH ukur 14 14,4 0,0001492 2,51 2 14 50,4 0,0005223 7,46114E-05 2,1188E-07 7,96 3 44 158,4 0,0016415 0,00026114 7,93696E-05 0,00 48 28,8 0,0002985 0,000820725 4,657E-05 0,00 5 16 57,6 0,0005969 0,000149223 0,00001998 3,16 6 59 212,4 0,0022010 0,000298446 1,16979E-05 0,00 7 27,5 99 0,00103 0,001100518 0,00016830 0,00 8 310 1116 0,01156 0,000512953 0,00005 0,00 9 67 241,2 0,00250 0,005782383 0,00001 0,00 0,001249741 0,00008

SAM DI ANODE & PEMBENTUKAN BASA DI KATODE 2O2(g) ( melibatkan 8 mol elektron) ) ( perlu 4 mol elektron) katode  2 H2 (g) + 4 OH- (aq)  2 H2 (g) + 4 H2O (l) _________________+  4 H2 (g) + 4 OH- (aq) i anode + 2 H2O (l) + 4e- + 4 H3O+ (aq) + 4e- _______________________________+ 2 O2(g) + 4 H3O+ (aq) + 8e- l H+ EA-A Tambahan mol OH- EA-B pH 1) (m1/M) OH- (m2) (m2/M) pH ukur awal Asa Basa 1785E-07 0,284 1,5107E-07 0,061 m 6214E-05 30,394 9,09286E-08 1,5107E-06 0,260 0012619 5,674 1,35964E-06 4,7773E-06 0,199 6,7 5,9 7,1 0002 13,389 3,26658E-06 2,3943E-06 0,762 6979E-05 3,920 2,27431E-06 6,0142E-06 0,606 6,7 3,4 8,1 002 15,293 3,61993E-06 1,9019E-05 0,591 0005 9,78149 1,30045E-05 7,5715E-05 7,377 6,7 3,2 8,6 0001 0,17226 0,00008 0,00190187 16,445 0008 6,36597 0,00190 9,5319E-05 3,812 74 8,3 0,00010 7 3,8 8,7 73 9,2 6,5 3,6 9,8 6,5 4,3 11,2 6,5 3,4 9,9

115 DALIL-DALIL 1. Energi matahari yang diserap sel surya, langsung menghasilkan tegangan DC, karena itu cocok digunakan untuk sumber tegangan elektrolisis. 2. Air asam dan air basa dapat dibuat dengan mengelektrolisis air mineral yang menggunakan membran pemisah antara sisi anode dan sisi katode. Di sisi katode jumlah ion-ion alkali/alkali tanah seperti ion natrium, kalium, magnesium dan kalsium akan bertambah, sisi anode jumlah ion-ion negatif seperti ion klor, ion nitrat, ion sulfat dan ion karbonat akan bertambah. 3. Besaran fisika(tegangan/arus listrik, waktu) dan besaran kimia (TDS, pH) merupakan parameter utama dalam elektrolisis air minum. 4. Karakteristik arus pada elektrolisis air minum merupakan kombinasi arus induktif, arus kapasitif dan arus resistif. 5. Efisiensi arus elektrolisis perlu diketahui untuk mengetahui jumlah produk yang dihasilkan berupa gas hidrogen, gas oksigen, air asam dan air basa (alkali). 6. Air alkali hasil elektrolisis mengandung kadar kalsium, magnesium, kalium, dan natrium lebih banyak dari air sebelumnya, sehingga dapat membantu menyehatkan/menguatkan tulang,sendi, otot, dan darah. 7. Air alkali dan air asam yang dihasilkan melalui elektrolisis dapat membantu mengatasi wabah covid19, sebab virus tidak tahan di lingkungan asam maupun basa.

116 8. Wujudkan hasil penelitian dalam bentuk alat atau produk yang sederhana, agar masyarakat dapat merasakan manfaatnya. 9. Walau ruh sudah hampir mau menghadap yang maha kuasa, lebih baik mengetahui sesuatu daripada tidak mengetahui sesuatu hal, tuntutlah ilmu dari buaian hingga ke liang lahat. 10. Hidup di dunia ibarat panggung sandiwara, sementara, karena itu jalanilah sesuai skenario yang ada, bersabarlah, hadapilah dengan senyuman, dan bersyukurlah selalu.

117 RIWAYAT HIDUP Ekki Kurniawan bin Didi Suardi sebagai penulis disertasi ini dilahirkan pada tanggal 1 Januari 1969 di Kabupaten Bandung, sebagai anak ketujuh dari delapan bersaudara, ayah almarhum Didi Suardi bin Karta Etje dan ibu almarhumah Mumun Rohayati Binti Watma dimadja. Pendidikan formal mulai dari Taman Kanak-Kanak Tunas Karya, dan Sekolah dasar di Perkebunan Sedep PT Nusantara Pangalengan Kabupaten Bandung, SMP Handayani Banjaran Kabupaten Bandung dan Sekolah Negeri 4 Kota Bandung. Menyelesaikan jenjang pendidikan S1 dan S2 di jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung tahun 1992 dan 2002. Tahun 2016 memperoleh kesempatan melanjutkan pendidikan ke jenjang Doktor Ilmu Kimia Departemen Kimia Fakultas MIPA Universitas Padjadjaran Bandung dibawah bimbingan Tim Promotor dengan Ketua Promotor Prof. Husen H. Bahti, dan anggota Promotor Dr. Anni Anggraeni, M.Sc, dan Prof.Dr. Iman Rahayu MS. Penulis mendapat bantuan hibah Penelitian Disertasi Doktor (PDD) dari Kementerian Riset dan Teknologi dan Pendidikan Tinggi Indonesia tahun 2018. Sejak tahun 2009 penulis mengabdi sebagai tenaga pengajar pada bidang teknik elektro, untuk mata kuliah pengantar teknik elektro, rangkaian listrik, pengukuran elektrik, sistem catu daya dan energi terbarukan di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektro di Universitas Telkom.

118 Daftar publikasi selama masa pendidikan Program Doktor Ilmu Kimia di FMIPA Universitas Padjadjaran sebagai berikut: A. Pemakalah 1. Pemakalah pada Seminar Nasional Kimia UIN Sunan Gunung Djati Bandung Oktober 2018, Bandung 2. Pemakalah pada Seminar Nasional Kimia UIN Sunan Gunung Djati Bandung Oktober 2019, Bandung 3. Pemakalah daring pada The International Seminar of The Indonesian Society for Biochemistry and Molecular Biology and The University Center of Excellence for Biotechnology and Conservation of Wallacea. 3 September 2020, Universitas Sam Ratulangi, Manado 4. Digital presenter in the 239th ECS Meeting with the 18th International Meeting on Chemical Sensors.THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, May 30-June 3, 2021. New Jersey, USA 5. Pemakalah SEMINAR NASIONAL KIMIA 2021.Aktualisasi Ilmu Kimia dalam Tatanan New Normal dan Tantangan Pembangunan Berkelanjutan di Tahun 2030. 05 Juni 2021, UNPAD Bandung B. Makalah 1. Kurniawan, E. Ramdhani, M. Manfaati, R., Deden, I. D, Anggraeni, A. Rahayu, I., Bahti, H. 2018. Elektrolisis Untuk Produksi Air Alkali Dan Asam Dengan Sumber Energi Modul Sel Surya, Prosiding Seminar Nasional Kimia UIN Sunan Gunung Djati Bandung. 2. Kurniawan E., Muhammad R H., Bahti H H, Anggraeni, A. Rahayu, I, Manfaati R. 2019. Perancangan Instrumen Elektrolisis Dengan Sumber Energi Matahari Untuk Produksi Air Alkali dan Air Asam, Prosiding Seminar Nasional Kimia UIN Sunan Gunung Djati Bandung. 3. Ekki Kurniawan, Husein Bahti, Anni Anggraeni, Iman Rahayu. 2021 THE EFFECT OF POTENTIAL AND TDS TO CURRENT EFFICIENCY IN MINERAL WATER ELECTROLYSIS WITH SOLAR ENERGY SOURCE FOR PRODUCING ALKALINE AND ACIDIC WATER, RASĀYAN J. Chem., Vol. 14, No.2.

119 C. Paten 1. Alat yang dibuat sudah diusulkan pada paten sederhana dengan : NOMOR PERMOHONAN : SID201903841 TANGGAL PENERIMAAN : 08 Mei 2019 Judul : WADAH PORTABEL ELEKTROLISIS AIR MINERAL https://pdkiindonesia.dgip.go.id/index.php/paten/OWN4MngwMHpxY09XU3 pnSHV0UHVHZz09?q=SID201903841&type=1 No. Paten : IDS000003647 Tgl. Pemberian : 16-02-2021 TANGGAL DIMULAI PERLINDUNGAN: 08-05-2019 TANGGAL BERAKHIR PERLINDUNGAN: 08-05-2029 2. Alat dan Metode Produksi Air Hidrogen, Air Alkali, dan Air Asam dengan Saklar Penukar Elektrode, NOMOR PERMOHONAN : P00202010429