Permasalahan krisis energi dan emisi CO2 yang semakin meningkat akibat penggunaan bahan bakar fosil yang berkelanjutan menjadi motivasi dikembangkannya beragam alternatif bahan bakar terbarukan seperti biofuel. Biofuel digunakan secara luas karena memiliki sifat yang mirip dengan bahan bakar fosil, namun dengan emisi karbon yang lebih rendah dan dapat diproduksi dari berbagai bahan baku, termasuk limbah. Dalam produksi biofuel katalis merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi hasil reaksi. Penelitian ini berfokus pada potensi lumpur vulkanik (VM) sebagai prekursor untuk sintesis katalis aluminosilikat dalam produksi biofuel, sebuah alternatif energi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh kondisi sintesis, seperti penambahan tetrapropilamonium hidroksida (TPAOH) dan durasi reaksi hidrotermal, terhadap sifat katalis, serta untuk menguji efektivitas katalis yang dihasilkan pada bahan baku berkualitas tinggi (asam oleat, OA) dan rendah (minyak goreng bekas, WCO).
Garis besar penelitian
Lumpur vulkanik yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Lumpur Lapindo di Sidoarjo, Indonesia, yang dikenal kaya akan kandungan silika dan alumina. Tiga jenis katalis disintesis: A3 (3 jam reaksi hidrotermal), A5 (5 jam), dan A3T (3 jam dengan tambahan TPAOH). Berbagai teknik karakterisasi digunakan, seperti XRD, FTIR, SEM, dan analisis fisisorpsi nitrogen, untuk mempelajari struktur, rasio Si/Al, keasaman, dan sifat tekstur katalis. Uji aktivitas katalis dilakukan melalui reaksi esterifikasi menggunakan OA dan WCO, dan hasilnya dianalisis menggunakan GC-MS untuk mengukur yield cair dan selektivitas FAME.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa katalis A5 yang disintesis selama 5 jam memiliki sifat terbaik, dengan luas permukaan mesopori tertinggi (159 m²/g) dan keasaman tinggi (0,263 mmol/g). Katalis ini menunjukkan kinerja yang luar biasa, dengan yield cair mencapai 93% dan selektivitas FAME 95% untuk bahan baku WCO, serta yield cair 95% dan selektivitas FAME 99% untuk OA. Penambahan TPAOH pada A3T meningkatkan rasio Si/Al menjadi 27 dan mempromosikan pembentukan struktur kristalin ZSM-5, meskipun kinerjanya masih sedikit di bawah A5. Dibandingkan dengan katalis serupa dalam literatur, A5 menunjukkan keunggulan signifikan dalam kondisi reaksi yang lebih ringan, menjadikannya katalis yang menjanjikan untuk produksi biofuel dari bahan baku berkualitas rendah maupun tinggi.
Kesimpulan
Penggunaan lumpur vulkanik sebagai prekursor katalis tidak hanya mendukung prinsip ekonomi sirkular, tetapi juga mengurangi dampak lingkungan dari limbah vulkanik. Penelitian ini menyimpulkan bahwa katalis berbasis VM dapat menjadi solusi berkelanjutan untuk produksi biofuel. Namun, studi lanjutan diperlukan untuk meningkatkan kinerja katalis melalui modifikasi seperti doping logam, serta menguji stabilitas dan kemampuan daur ulang katalis dalam jangka panjang. Dengan langkah-langkah ini, katalis berbasis lumpur vulkanik dapat dioptimalkan untuk aplikasi industri besar-besaran, memberikan kontribusi penting bagi transisi energi hijau dan tujuan pembangunan berkelanjutan
Penulis: Prof. Dr. Hartati, Dra., M.Si.
Informasi detail terkait penelitian ini dapat dilihat pada:
Hartati, et al. (2024). Synthesis and Characterization of Aluminosilicate Catalysts from Volcano Mud for Biofuel Production with Different Feedstocks. IJC Vol 24 No 6. https://doi.org/10.22146/ijc.96149
