Pembuatan bahan bakar murah dari biomasa selangkah lebih dekat lagi, terima kasih kepada katalis baru yang dikembangkan di Amerika Serikat. Katalis – yang dibuat dari partikel nano metal dan karbon nanotube – merenggang batasan antara air dan minyak dan sangat membantu dalam ‘upgrading’ biomasa mentah kedalam bahan bakar yang berguna.
Kuantitas biomasa yang banyak diproduksi tiap tahunnya, seperti limbah materi tumbuhan dari pertanian dan industri kertas, dan limbah rumah tangga biodegradable. Campuran tersebut dapat dipanasakan untuk menghasilkan cairan yang licin disebut dengan ‘bio-oil’, yang perlu perbaikan lebih lanjut sebelum ini dapat untuk digunakan.
Bio-oil utamanya dibuat dari persenyawaan yang diturunkan dari selulosa dan lignin – dan supaya sesuai dengan bahan bakar, mereka perlu di – deoksigenasikan dan diubah kira – kira dengan ukuran yang sama. Namum perlakuan reaksi tersebut sangatlah sulit karena tingkat yang tinggi dari air secara alamiah ada pada minyak tersebut. Secara tipikal ini memproduksi emulsi, dengan molekul lebih kecil yang dilarutkan dalam fase air, dan molekul lebih panjang pada fase minyak.
Para peneliti dipimpin oleh Daniel Resasco pada Universitas Oklahoma sekarang telah memecahkan permasalahan tersebut dengan suatu katalis yang mencari tahu batasan dimana minyak dan air bertemu dan memungkinkan reaksi di kedua lapisan pada saat bersamaan. Katalis ini terbuat dari nanopartikel magnesium oksida dengan karbon nanotube yang berdiri diantara mereka.
‘Metal oksida nanopartikel bersifat hydrophilic dan mengorientasi katalis terhadap air, dimana nanotube bersifat hydrophobic dan mengorientasi terhadap minyak,’ jelas Resasco. ’Pada sisi air sendiri, kita dapat, menempelkan suatu kondensasi katalis yang mendorong formasi ikatan karbon – karbon untuk memperlebar panjangnya rantai karbon,’ tambahnya. ‘Secara krusial, sesekali rantai tersebut menjadi cukup panjang, kelarutan mereka dalam air akan turun, dan mereka bermigrasi ke fase minyak.’
Karbon nanotube (puutih) berdiri pada metal oksida nanopartikel (jingga). Partikel – partikel tersebut ditarik ke interface minyak-air, dan penambahan palladium (kuning) menciptakan katalis yang dapat bekerja di kedua fase
Palladium nanopartikel juga terintegrasi ke dalam struktur – memudahkan percampuran hidrokarbon pada fase minyak untuk melakukan deoksigenasi yang membuat mereka sesuai dengan bahan bakar konvensional. Penting sekali, katalis tetap berada pada fase padat dan secara mudah dapat disaring dan didaur ulang.
Robert Brown, seorang ahli bahan bakar pada Universitas Iowa State, Amerika Serikat, berpikir bahwa pekerjaan ini adalah sesuatu ‘kemajuan yang luar biasa’ terhadap tujuan pemroduksian bahan bakar hidrokarbon dari biomasa. Bagaimanapun, dia menjelaskan bahwa penelitian ini masih dalam tahap awal. ‘Sekali anda muali meletakkan katalis kedalam bio-oil sesungguhnya, semua prediksi akan berakhir,’ dia berkata pada Chemistry World. ‘Kontaminant mungkin meracuni katalis atau menyumbat pori – pori – jadi masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan.’
Namun Brown percaya diri bahwa proses ini akan menjadi kunci bagi perkembangan selanjutnya. ‘Bio-oil mempunyai kasus yang sangat mendesak bagi produksi bahan bakar yang akan datang,’ kata dia. ‘Baru – baru ini kita telah melakukan suatu analisa ekonomis yang menganjurkan rute bio-oil menjadi bahan bakar sintetis adalah salah satu yang paling efektif yang dapat diimpikan.’
‘Fungsionalisasi yang tidak biasa dari katalis juga menemukan aplikasi dalam produksi dari bahan kimiawi lainnya,’ kataid Cole-Hamilton pada Unibversitas St. Andrews, Inggris. Disamping siklus yang berulang dari reaksi dan pemisahannya, persenyawaan malah dapat berganti antara lapisan air dan minyak setelah reaksi konsekutif.
Lewis Brindley
Referensi
S Crossley et al, Science, 2010, 327, 68, DOI: 10.1126/science.1180769
0 komentar:
Posting Komentar