Pemanfaatan Silikon dari Fly Ash Batubara  Dalam Produksi Gas Hidrogen

Sesri Resti; Robert Junaidi; Linda Ekawati

Authors

Sesri Resti Politeknik Negeri Sriwijaya Author
Robert Junaidi Politeknik Negeri Sriwijaya Author
Linda Ekawati Politeknik Negeri Sriwijaya Author

Keywords:

hidrogen, fly ash batubara, silikon, reduksi metalotermal

Abstract

Hidrogen merupakan salah satu sumber energi alternatif yang menjanjikan dalam mendukung transisi menuju energi bersih. Namun, metode produksi hidrogen konvensional masih menghadapi tantangan berupa konsumsi energi tinggi dan ketergantungan pada bahan baku fosil. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah fly ash batubara sebagai bahan dasar dalam produksi hidrogen melalui proses ekstraksi silika (SiO₂) dan reduksi menjadi silikon (Si) menggunakan metode metalotermal dengan magnesium (Mg) sebagai reduktor. Silikon yang dihasilkan kemudian direaksikan dengan larutan KOH untuk menghasilkan gas hidrogen. Penelitian ini menggunakan variasi rasio Mg:SiO₂ (1:1, 1,5:1, dan 2:1) serta variasi konsentrasi KOH (2 M, 2,5 M, 3 M, dan 3,5 M) untuk mengoptimalkan produksi hidrogen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan rasio Mg:SiO₂ dan konsentrasi KOH memberikan pengaruh signifikan terhadap jumlah silikon yang dihasilkan dan volume gas hidrogen yang terbentuk. Analisis XRF menunjukkan bahwa silikon hasil reduksi memiliki kemurnian mencapai 66,5%, sedangkan analisis FTIR mengkonfirmasi keberadaan ikatan Si Si pada bilangan gelombang 506–533 cm⁻¹. Dengan demikian, pemanfaatan fly ash batubara sebagai sumber silikon dapat menjadi pendekatan yang efisien dan berkelanjutan dalam produksi hidrogen ramah lingkungan.

References

[1] R. Shwetharani, D. H. Nagaraju, R. Geetha Balakrishna, and V. Suvina, “Hydrogenase enzyme-like nanocatalysts FeS₂ and FeSe₂ for molecular hydrogen evolution reaction,” Materials Letters, 2019. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.03.131

[2] Directorate General of New & Renewable Energy and Energy Conservation, Ministry of Energy and Mineral Resources, Indonesia, “Indonesia’s National Hydrogen Strategy,” 2024.

[3] Y. Wahyono, H. Sutanto, and E. Hidayanto, “Produksi gas hidrogen menggunakan metode elektrolisis dari elektrolit air dan air laut dengan penambahan katalis NaOH,” Youngster Physics Journal, vol. 6, no. 4, pp. 353–359, 2017. Available : https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/bfd/article/view/18760

[4] Munir, M. Mustaghfirin, R. A. Heriyansyah, N. Tamimah, and E. Novianarenti, “Pengaruh penambahan katalis KOH, NaCl, dan NaOH terhadap performa hydrogen generator untuk proton exchange membrane fuel cell (PEMFC),” Jurnal Teknologi Maritim, vol. 8, no. 1, 2024. https://doi.org/10.35991/jtm.v8i1.49

[5] A. Nazilah, N. Andarini, and T. Haryati, “Isolasi silikon (Si) dari abu terbang (fly ash) batubara dengan metode metalotermal,” Prosiding Seminar Nasional Kimia, Universitas Jember, pp. 7–9, 2015.

[6] M. Meilianti, S. Maliki, and M. M. Alfisyahri, “Karakteristik biopelet berbasis cangkang kelapa sawit dan batubara sub-bituminous untuk energi terbarukan,” Chemical Engineering Journal Storage (CEJS), vol. 5, no. 3, pp. 272–282, 2025, doi: 10.29103/cejs.v5i3.21836.

[7] E. Nurmahdani, R. Junaidi, and I. Purnamasari, “Silikon hasil reduksi silika dari fly ash batubara untuk pembuatan hidrogen,” Jurnal Kinetika, vol. 13, no. 3, pp. 20–25, 2022.

[8] D. Azzahra, R. Junaidi, and F. HC, “Production of hydrogen gas from beverage cans waste aluminum powder using KOH catalyst,” Jurnal Pendidikan dan Teknologi Indonesia, vol. 2, no. 8, pp. 355–361, 2022, doi: 10.52436/1.jpti.200.

[9] S. Khairi, E. Erlindawati, T. Kuseno, M. Marcelina, and M. K. Syafrianto, “Hidrogen dari reaksi pemecahan air menggunakan aluminium dengan katalis basa abu tandan kosong sawit,” JC-T (Journal Cis-Trans), vol. 5, no. 2, pp. 1–7, 2021, doi: 10.17977/um0260v5i22021p001.

[10] F. K. Setiawan, R. Junaidi, and L. Ekawati, “Pembuatan gas hidrogen dari silika hasil ekstraksi bottom ash batubara dan serbuk aluminium limbah kaleng minuman,” 2024. https://doi.org/10.14710/jebt.2024.24342

[11] R. Wahyudi, R. Junaidi, and E. Dewi, “Pembuatan nanosilikon dari abu cangkang kelapa sawit sebagai katalis untuk proses hidrogenasi air,” Innovative: Journal of Social Science Research, vol. 3, no. 5, pp. 901–912, 2023.

[12] Masrofah, Isma, J. P. Gede, and R. Cianjur. "Kajian pemanfaatan silika dari sekam padi dalam pengolahan limbah tekstil." Jurnal Media Teknik dan Sistem Industri 1 (2017): 60-65.

[13]. Ayuningtyas, Utari, et al. "Pemanfaatan Fly Ash Dan Bottom Ash Sebagai Material Konstruksi Ramah Lingkungan Dalam Rangka Mendukung Kriteria Bangunan Hijau." Proceedings Of National Colloquium Research And Community Service. Vol. 6. 2022.

[14] N. Andarini, T. Haryati, and R. Yulianti, “Pemurnian silikon (Si) hasil reduksi silika dari fly ash batubara,” Berkala Sainstek, vol. 6, no. 1, p. 49, 2018. https://doi.org/10.19184/bst.v6i1.7933

[15] V. Nurmazaya et al., “Analisis pengaruh suhu dan waktu pada pembentukan silika dari sekam padi menggunakan larutan KOH,” Chemical Engineering Journal Storage (CEJS), vol. 2, no. 5, pp. 68–78, 2022.

[16] A. A. Rizky et al., “Pengaruh variasi suhu dan lama waktu pembakaran terhadap hasil sintesis silika dari daun bambu menggunakan metode sol-gel,” Chemical Engineering Journal Storage (CEJS), vol. 2, no. 5, pp. 107–116, 2022.

[17] F. F. Hanum, A. Rahayu, and I. Hapsauqi, “The comparison effect of NaOH and KOH as the leaching solution for silica from two different coal fly ashes,” Indonesian Journal of Chemical Research, vol. 10, no. 1, pp. 27–31, 2022.

[18] Belton, David J., Olivier Deschaume, and Carole C. Perry. "An overview of the fundamentals of the chemistry of silica with relevance to biosilicification and technological advances." The FEBS journal 279.10 (2012): 1710-1720.

[19] H. J. Kim, D. H. Lee, Y. J. Kim, and S. J. Park, “Synthesis of porous silicon using magnesiothermic reduction method and its electrochemical performance,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 29, pp. 223–228, 2015.

[20] M. Pratiwi, L. Kalsum, and R. Rusdianasari, “Extraction and characterization of silicon dioxide from coal fly ash as counter electrode material in DSSCs,” Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, vol. 27, no. 9, pp. 419–425, 2024.

[21] Wang, Owen. "Rapid hydrogen generation from aluminum-water system using synthesized aluminum hydroxide catalyst." International Journal of Chemical Engineering and Applications (2015).