Serbuk Inovatif yang Mampu Kurangi Emisi Gas CO2

Bagikan Artikel ini di:

Sering mengalami antrean bahkan kemacetan ketika berpergian menggunakan kendaraan bermotor? Pasti hal itu sangat membosankan. Ternyata peningkatan jumlah kendaraan bermotor tidak hanya menimbulkan dampak kebosanan pada sang pengendara saja. Tetapi juga berdampak pada kesehatan dan kerusakan lingkungan. Kok bisa? Ya, kendaraan bermotor yang kita naiki menggunakan bahan bakar fosil.

Bahan bakar fosil ini mampu merusak lingkungan karena mengemisikan (menghasilkan) gas buangan yaitu gas karbondioksida (CO2). Gas CO2 kadar kecil memang tidak berbahaya bahkan dibutuhkan untuk proses pernafasan manusia. Gas ini digolongkan pada bahan yang berbahaya bagi kesehatan jika kadarnya melebihi batas baik paparan jangka pendek maupun jangka panjang.

Teknologi sebelumnya

Peningkatan jumlah gas CO2 di lapisan atmosfer ini mampu merubah status iklim yang sudah mencuat dikalangan publik pada beberapa dekade terakhir ini. Bahkan menurut laporan dari Global Carbon Budget, emisi gas ini mencapai 40.6 milyar ton pada tahun 2016.[1] Masalah besar ini telah sering dibicarakan pada kalangan akademisi dan industri. Beberapa tahun terakhir, beberapa teknologi telah dikembangkan untuk mengatasi masalah gas CO2, seperti penyerapan menggunakan zat padat berpori,[2] penyerapan dari bahan material senyawa amin,[3] dan metode pemisahan.[4] Diantara metode tersebut, hal yang menjanjikan untuk dikembangkan adalah pengembangan zat padat berpori.

Serbuk Inovatif

Aplikasi dari pengembangan zat padat berpori adalah serbuk yang sudah sudah diinovasikan oleh peneliti dari Universitas Waterloo, Kanada yang tercantum pada publikasinya yang berjudul In-situ ion-activated carbon nanospheres with tunable ultramicroporosity for superior CO2 capture. Pemilihan zat padat berpori yang nantinya akan dikembangkan didasari karena kemudahan operasional dalam berbagai kondisi karena tahan pada suasana asam maupun basa, stabil pada kondisi panas, dan mudah serta cepat dalam regenerasi. Pengembangan serbuk karbon ultramicropores dengan diameter < 0.7 nm sebenarnya sudah mulai dikembangkan oleh para peneliti lain dengan berbagai macam kondisi.[5]

Hingga akhirnya penelitian dari hasil kerjasama antara Universitas Waterloo ini dengan beberapa universitas di China pada jurnal Carbon ini terpublikasikan, yang melaporkan kemudahan dalam pembuatan serta aplikasi dari serbuk karbon ini. Serbuk karbon  ini dikembangkan dengan proses terbaru yang dapat menyaring dan menghilangkan gas CO2 dari fasilitas baik kendaraan bermotor maupun mesin industri yang dijalankan menggunakan bahan bakar fosil sebelum keluar ke udara bebas dengan teknologi yang efisien.[5] Lalu bagaimana sih proses pembuatannya?

Proses Pembuatan

Pembuatan diawali reaksi hidrotermal larutan glukosa pada suhu 190oC selama 24 jam. Endapan yang didapatkan kemudian dicuci dan disaring beberapa kali dengan air deionisasi dan etanol hingga dinantinya didapatkan suatu serbuk. Serbuk ini nantinya dikeringkan pada suhu 80oC selama semalam hingga berwarna coklat. Serbuk coklat tersebut kemudian dikalsinasi (pemanasan) pada suhu antara 200-350oC selama 5 jam.[5]

Serbuk coklat yang sudah didapatkan tadi, direndam dengan larutan KOH dengan perbandingan 1:1, dengan KOH yang berfungsi sebagai prekursor. Setelah pengadukan selama 6 jam pada suhu 80oC, campuran kemudian disaring dan material padat kemudian dipisahkan untuk dicuci dengan air deionisasi hingga pH netral. Sampel tadi dilakukan perngeringan dengan vacuum oven selama 8 jam pada suhu 80oC. Serbuk tadi dikarbonisasi pada suhu 800oC selama 1.5 jam dengan rata-rata pemanasan 3oC per menit pada udara argon. Serbuk kemudian diencerkan dengan larutan HCl dengan pengadukan, dan dicuci kembali dengan air deionisasi hingga pH netral. Serbuk karbon inilah yang nantinya dapat diaplikasikan.[5]

Lebih Efisien

Baca juga:

Teknik yang mereka kembangkan adalah menggunakan panas dan penggaraman (modifikasi pH) untuk mendapatkan serbuk karbon hitam. Proses baru ini meliputi merubah ukuran dan jumlah dari pori sehingga mengoptimalkan serbuk karbon. Poin inilah yang menjadi hal yang berbeda dari penelitian profesor teknik kimia asal Kanada ini. Proses pembuatan yang optimal dengan kapasitas pertukaran ion yang tinggi yakni 3.92 mmol/g, dimana menghasilkan hasil akhir mencapai 95.5%. Serbuk inovatif ini mampu menangkap gas CO2 yang cukup tinggi sebesar 1.58 mmol/g pada kondisi gas buangan tertentu dan 4.30 mmol/g pada suhu 25oC. Hasil ini dilaporkan paling tinggi dibandingkan material karbon yang dilaporkan sebelumnya, termasuk karbon jenis N-doped.[5]

Porositas dari bahan ini sangat tinggi sehingga dapat menangkap gas CO2 lebih efisien karena mampu menangkap CO2 paling banyak dibandingkan penelitian sebelumya. Serbuk karbon ini akan memberikan banyak keunggulan, seperti banyak pori dan rata-rata berukuran dengan diameter kurang dari sepersejuta meter sehingga mampu mengikat CO2 lebih banyak. Serbuk inovatif yang dapat diaplikasikan pada kendaraan bermotor maupun mesin industri ini. Hal ini sangat penting untuk dikembangkan dimasa yang akan datang. Molekul CO2 akan lengket pada permukaan karbon ketika antar permukaan sudah kontak. Karena proses ini mudah dikembangkan, murah, dan ramah lingkungan, yang menjadikan karbon bahan yang sangat baik  untuk menangkap CO2, gas yang menjadi faktor pemicu utama pemanasan global.[5]

Referensi:

  • Le Quéré C., Andrew, R.M., Friedlingstein, P., Sitch, S., Pongratz, J., Manning, A.C. et al., 2017. Global carbon budget 2017. Earth System Science Data. 10, 405-448.
  • Hao, G.P., Li, W.C., Qian, D., Wang, G.H., Zhang, W.P., Zhang, T., et al., 2011. Structurally designed synthesis of mechanically stable poly (benzoxazine-co-resol)-based porous carbon monoliths and their application as high-performance CO2 capture sorbents. J. Am. Chem. Soc. 133, 11378-11388.
  • G.T., 2009. Amine scrubbing for CO2 capture. Science. 325, 1652-1654.
  • Geyer, F., Schönecker, C., Butt, H.J., Vollmer, D., 2017. Enhancing CO2 capture using robust superomniphobic membranes, Adv. Mater. 29,
  • Zhang, Z., Luo, D., Lui, G., Li, G., Jiang, G., Cano, Z.P., et al. 2019. In-situ ion-activated carbon nanospheres with tunable ultramicroporosity for superior CO2 Carbon. 531-541.
Fitriana Hayyu Arifah

Fitriana Hayyu Arifah

Ms. Fitriana Hayyu Arifah is an alumnus of Universitas Gadjah Mada (UGM), Indonesia. During Bachelor years, she joined several organizations, research, and competitions. In organizations, she was active in the field of media opinion, public relations, and networking. She believes that cooperation will give benefits for us, such as enhancing relation, branding institution, and solving problems. She is an open minded and have innovative ideas, also interested in S&T research that can increase economy and develop other people. Fitriana is just a young woman who loves to learn also highly motivated. Her commitment was recognized by her achievements in student competitions and research grantee, as well as awardee of LIPI Science Journalism and Literacy from Indonesian Institute of Sciences (LIPI) in 2017 and TOP 12 of the Merck Young Scientist Award in 2018.
Fitriana Hayyu Arifah

Latest posts by Fitriana Hayyu Arifah (see all)

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Bagikan Artikel ini di:

Tinggalkan Balasan

20 − ten =