kuliah 7 biohidrogen(pengolahan biomassa)
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
1/27
Biohidrogen
Jurusan Teknik Kimia
UNJANI
2014
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
2/27
Hidrogen
• Sumber energi yang bersih dan efisien
• Memiliki kandungan energi tertinggi (143
Gj/ton) per unit
• Bahan bakar yang tidak terikat secara kimia
dengan karbon
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
3/27
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
4/27
Elektrolisa
Hidrogen
Fotoelektrokimia
Steam
Reforming
Fotobiologi
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
5/27
Elektrolisa
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
6/27
Steam Reforming
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
7/27
Biohidrogen
• Tidak menimbulkan efek rumah kaca
• Tidak menimbulkan Penipisan ozon
• Tidak menimbulkan Hujan asam
Pembakaran hidrogen hanya menghasilkan
uap air dan energi panas
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
8/27
Hidrogen
Dapat diproduksi dari sumber enerGi terbarukan
BIOMASSA
BIOHIDROGEN
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
9/27
BIO H2
Fotobiologis
Fermentasi
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
10/27
Fotobiologis
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
11/27
Fotobiologis
Fotobiologislangsung
FotobiologisTak langsung
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
12/27
Fotobiologis
• Dilakukan di siang hari
• Menggunakan Mikroba fotosintetik, mikroalga
• Reaksi :2 H2O 2 H2 + O2
C6H12O6 + 12 H2O 12 H2 + 6O2
12 H2O C6H12O6 + 6 O2
Energi Cahaya
Mikroalga
Energi Cahaya
Energi Cahaya
Cyanobakteria
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
13/27
Fotobiologislangsung
Fotosintesis IMenghasilkan reduktan
Untuk mereduksi H2O
Fotosintesis IIUntuk memecah H2O dan
Menghasilkan H2
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
14/27
FotobiologisTak Langsung
Fotosintesis IProduksi Biomassa
Konsentrasi Biomassa
Fermentasi AerobikGelap/Terang
Produksi H2
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
15/27
Fermentasi
• Dapat berlangsung di siang hari maupun di
malam hari
• Melibatkan banyak bakteri
• Proses gelap/terang & anaerob
• Hasil H2 maksimum
• Reaksi :
C6H12O6 + 12 H2O 12 H2 + 6O2Energi Cahaya
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
16/27
Fermentasi
• Reaksi fermentasi dapat berlangsung pada
kondisi :
– Mesophilic (25 - 40 0C)
– Thermophilic (40 – 65 0C)
– Extreme thermophilic (65 – 80 0C)
– Hyperthermophilic (> 80 0C)
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
17/27
Jalur Fermentasi Hidrogen
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
18/27
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
19/27
Keuntungan Bio H2
• Dapat di produksi pada suhu dan tekanan
ambien
• Biaya produksi dapat lebih rendah di
bandingkan dengan cara fisik dan kimia
• Memanfaatkan limbah dan sampah organik
sebagai substrat fermentasi
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
20/27
Mikroba Penghasil Bio H2
• Bakteri
– bakteri fotosintetik & Sianobakteria
menguraikan air menjadi hidrogen oksigen dengan
bantuan cahaya matahari, membutuhkan senyawaorganik dan cahaya
– Bakteri anaerob tidak menggunakan air sebagai
senyawa penghasil bio H2 namun menggunakan
senyawa organik
• Mikroalga
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
21/27
Penggunaan Mikroba
• Mikroba fotositetik :
– Tidak memerlukan
senyawa organik, tetapi
butuh cahaya
– Produksi bio H2cenderung lambat
– Membutuhkan energi
yang besar
– Pemisahan gas H2 dan
oksigen perlu
penanganan khusus
• Mikroba Anaerob
– Reaksi pembentukkan H2cepat
–
Tidak memerlukancahaya matahari
– Namun, menghasilkan
asam-asam organik
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
22/27
Substrat Untuk Mikroba
Senyawa organik :
asam lemak, gula, tepung, dan selulosa
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
23/27
Mikroorganisme Penghasil Bio H2
• Dibedakan dalam reaksi enzim
– Bakteri hidrogenase
2 H+ + X2- H2 + X
– Bakteri nitrogenase
2 H+ + 2 e- + 4 ATP H2 + 4 ADP + Pi
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
24/27
Mikroba Penghasil Bio H2
• Bakteri fotosintetik : Rhodopseudomonas,
Rhodobacter, Anabaena, Chlamydomonas,
Chromatrium, dan Thiocapsa
• Bakteri Non-Fotosintetik : Klebsiella,
Clostridium, Enterobacter, Azotobacter,
Metanobacteria, dan Eschercia coli
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
25/27
Keuntungan Biohidrogen
• Biaya energi lebih rendah
• Dapat menyokong energi otonom, pertanian,
dam keamanan bahan bakar
• Proteksi ganda dari CO2
• Semua sumber daya energi memiliki akses
bagi seluruh pasar
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
26/27
-
8/17/2019 Kuliah 7 Biohidrogen(Pengolahan Biomassa)
27/27
Kelemahan Biohidrogen
• Produksi H2 dapat terhambat oleh amonia
• Enzim hidrogenase yang berperan pada
produksi hidrogen inactive dengan adanya O2