Biochar PYROCO Baru Membantu Mengurangi Polusi

Para insinyur Universitas RMIT telah menciptakan biochar aktif terjangkau berbahan biosolid yang disebut PYROCO. Biochar baru ini dapat membantu sektor industri mengurangi polusi dan meningkatkan kualitas bio-oil. Teknologi tersebut juga membuka peluang bagi inovasi lebih lanjut dalam pirolisis katalitik berkelanjutan. Berikut hal-hal yang perlu Anda ketahui.

Apa Itu Bio-minyak dan Bagaimana Cara Pembuatannya?

Bio-minyak merupakan bidang yang terus berkembang dalam pasar energi terbarukan. Teknologi ini telah ada selama beberapa dekade. Namun, kemajuan terbaru telah menjadikan produksi bio-minyak yang lebih berkelanjutan dan lebih murah menjadi mungkin.
Bio-minyak dibuat dari limbah organik, yang biasanya kaya akan oksigen. Secara khusus, proses termokimia yang disebut pirolisis sering digunakan untuk menghasilkan bio-minyak. Proses ini membantu memecah senyawa kompleks seperti asam, alkohol, dan keton.

Memahami Pirolisis dalam Produksi Bahan Bakar Bio

Pirolisis memerlukan pemanasan biomassa hingga lebih dari 500 derajat sambil menyingkirkan oksigen dari material tersebut. Tindakan ini membantu memecah polimer dengan cepat. Secara khusus, pirolisis berbeda dari pembakaran karena menghilangkan oksigen dari proses.

Sejarah Pirolisis: Dari Arang hingga Biochar

Menarik untuk dicatat bahwa pirolisis adalah proses yang telah digunakan manusia selama berabad-abad. Budaya kuno memanfaatkannya untuk membuat arang dan memanggang kopi. Beberapa catatan menunjukkan bahwa orang Mesir kuno menggunakan pirolisis dalam proses pengawetan mumi.

Tantangan Pirolisis: Emisi, Penggunaan Energi, dan Keamanan

Ada beberapa masalah yang harus dihadapi sistem pirolisis modern untuk mencapai operasi yang lebih berkelanjutan. Pertama, emisi gasnya berbahaya bagi lingkungan. Hal ini tidak banyak membantu mencegah satu jenis polusi, melainkan justru menciptakan masalah baru.
Selain itu, kebutuhan energi sangat tinggi. Memulai api yang dapat memecah polimer memerlukan waktu dan energi. Juga, terdapat risiko inheren terkait pemisahan api dan oksigen. Dalam beberapa kasus, paparan oksigen secara tiba-tiba dapat menyebabkan pembakaran tidak sengaja pada material organik.

Apa Itu Biochar? Manfaat, Komposisi, dan Penggunaannya

Biochar adalah produk sampingan dari pirolisis biomassa. Komposisi kimianya cukup sederhana, terutama terdiri dari karbon dan abu, yang memberikannya karakteristik unik. Pertama, karena terbuat dari bahan organik, biochar dimaksudkan untuk dibenamkan ke dalam tanah, bukan dibakar. Secara khusus, beberapa sumber utama biochar meliputi pupuk kandang, biji buah, ranting, limbah kehutanan, sisa makanan, dan banyak lagi.
Biochar memberikan banyak manfaat bagi sektor pertanian. Banyak yang menganggapnya sebagai tambahan yang kuat untuk pupuk. Ketika dibenamkan ke dalam tanah, biochar meningkatkan retensi nutrisi dan air. Selain itu, biochar meningkatkan kesuburan tanah lebih lama dibandingkan pupuk tradisional saja.

PYROCO: Katalis Biochar Terobosan dari RMIT

Studi “Peran katalis karbon dalam meningkatkan uap pirolisis biomassa Eucalyptus nicholii bekas: Menuju produksi fenolik berkelanjutan”¹ yang diterbitkan dalam Renewable Energy menantang anggapan bahwa biochar paling baik digunakan untuk pertanian. Studi ini memperkenalkan cara baru untuk memanfaatkan biochar sebagai katalis yang, ketika digunakan bersama uap parafin, mengurangi energi yang dibutuhkan dalam proses pirolisis.

Insinyur menunjukkan bagaimana biochar mereka dapat menargetkan senyawa fenolik dan hidrokarbon sekaligus. Secara khusus, studi ini menggunakan biomassa dari willow peppermint (Eucalyptus nicholii). Tanaman asli Australia ini menghasilkan banyak bahan baku, menjadikannya solusi ideal untuk percobaan.

Sebagai bagian dari studi ini, para insinyur melakukan analisis mendalam terhadap dampak biochar aktif yang berasal dari biosolid pada pirolisis biomassa Eucalyptus nicholii yang telah digunakan serta komposisi bio-minyaknya.

Mengubah Limbah Organik menjadi Bio-minyak Terbarukan

Sebagai langkah pertama percobaan, bahan baku willow peppermint dikumpulkan dari salah satu pertanian lokal peneliti. Bahan baku tersebut dijaga tetap segar sebelum langsung dikirim ke proses distilasi uap. Langkah ini menghasilkan residu padat yang kemudian dikirim ke oven.

Residu dipanaskan hingga 105 °C semalaman. Langkah ini menghilangkan sisa kelembapan dari material. Selanjutnya, tim menyaring material menjadi ukuran partikel 100–300 μm. Material akhir ini kemudian diuji dibandingkan dengan alternatif yang tersedia secara komersial.

Para insinyur mencatat bahwa komposisinya berubah menjadi campuran fenolik (69,7 %) dan hidrokarbon (13,7 %). Data ini menunjukkan bahwa proses baru secara signifikan meningkatkan selektivitas fenolik dan hidrokarbon dalam bio-minyak.

Dengan cara ini, penelitian membantu komunitas lebih memahami bagaimana peningkatan selektivitas fenolik dan hidrokarbon memperkuat efek katalis karbon pada sifat bio-minyak dan energi aktivasi.

Bagaimana RMIT Menguji Katalis Biochar PYROCO

Para insinyur melakukan beberapa pengujian untuk memastikan studi mereka akurat. Tim memulai dengan membuat pirolisis katalitik dalam reaktor tabung kuarsa berukuran 27 mm x 680 mm dan tungku Carbolite. Sebuah frit keramik dengan porositas 3 (16–40 μm) digunakan sebagai pelat distributor gas. Pelat ini ditempatkan 320 mm di atas dasar reaktor sebelum pemanasan diterapkan.

Reaktor menunjukkan beberapa hasil menarik. Pertama, para insinyur mencatat bahwa mereka dapat mengurangi polusi kimia selama pirolisis menggunakan strategi canggih mereka. Pendekatan ini menghilangkan bahan kimia beremisi tinggi dan menggantinya dengan biochar beremisi rendah.

Selain itu, tim menunjukkan bahwa katalis karbon memainkan peran penting dalam hasil bio-minyak. Sebagian efektivitas ini disebabkan oleh cara biochar baru membantu memfasilitasi reaksi deoksigenasi dan dekarboksilasi yang diperlukan.

Bagaimana PYROCO Mengurangi Emisi dan Meningkatkan Kualitas Bio-minyak

Ada banyak manfaat yang dibawa studi Pirolisis ini ke pasar. Keuntungan utama adalah menyediakan alternatif hijau yang berharga dibandingkan kondisi saat ini. Proses ini dapat digunakan untuk membantu menghilangkan bahan kimia yang tidak diinginkan dan polutan lain dari berbagai lokasi.
Saat ini, tim mengklaim bahwa teknologi ini berpotensi menghancurkan 99,99% PFAS dalam biosolid. Hal ini akan membuat tempat pembuangan akhir jauh lebih aman. Selain itu, mengubah material ini menjadi biochar bebas PFAS membuka peluang untuk beberapa skenario penggunaan yang sejalan dengan tujuan pemerintah global untuk emisi karbon nol bersih.

Penggunaan Nyata PYROCO dan Rencana Komersialisasinya

Ada beberapa aplikasi dunia nyata untuk teknologi ini. Pertama, teknologi ini menawarkan cara berkelanjutan untuk mengurangi emisi karbon dioksida dengan menggantikan produk beremisi tinggi. Berikut beberapa aplikasi dunia nyata lainnya yang dapat memberikan dampak positif pada ekonomi.

Industri

Biochar yang ditingkatkan dapat menjadi komponen kritis dalam rantai pasokan berkelanjutan untuk bio-minyak. Saat ini, material ini penting dalam produksi bahan kimia seperti resin, pelumas, dan aditif. Studi ini dapat membantu mengurangi biaya dan meningkatkan produktivitas di sektor industri.

Pasar ini memanfaatkan biochar sebagai katalis berharga dalam proses industri yang lebih kompleks. Oleh karena itu, menurunkan biaya dan meningkatkan kualitas biochar dapat menghasilkan pengembalian yang lebih tinggi.

Para insinyur menyatakan bahwa penelitian mereka siap untuk produksi. Saat ini mereka mencari cara untuk membawa teknologi ini ke skala komersial. Selain itu, berdasarkan proyeksi pasar, biochar diprediksi mencapai potensi pasar global sebesar $3,3 miliar pada tahun depan. Semua faktor ini mengarah pada implementasi cepat teknologi ini dalam beberapa bulan dan tahun mendatang.

Siapa yang Mengembangkan PYROCO? Kenali Tim Peneliti

Universitas RMIT memimpin studi Pyroco. Mereka bekerja sama erat dengan insinyur dari South East Water, Intelligent Water Networks, dan Indian Institute of Petroleum. Secara khusus, laporan mencantumkan Ramandeep Kaur, Bhavya B. Krishna, Nimesha Rathnayake, Thallada Bhaskar, dan Kalpit Shah sebagai kontributor utama.
Secara mengesankan, studi Pyroco menerima pendanaan berupa hibah $3 juta dari Pemerintah Australia. Pendanaan tersebut akan dialokasikan untuk pabrik filtrasi air yang akan menggunakan sistem ini untuk mengubah limbah cair olahan (biosolid) menjadi produk kaya karbon yang disebut biochar.

Sorotan Saham: Perusahaan Kimia yang Patut Diperhatikan

Sektor biofuel sedang berkembang, dengan semakin banyak produsen yang berupaya menciptakan alternatif berkelanjutan untuk sistem industri penting yang saat ini digunakan. Perusahaan-perusahaan ini memanfaatkan proses kuno seperti pirolisis, dipadukan dengan teknologi mutakhir, untuk menciptakan alternatif yang lebih bersih dan lebih efektif. Berikut salah satu perusahaan yang mempertahankan semangat kepeloporan di pasar.

Olin Corporation

Olin Corporation (OLN ) memasuki pasar pada tahun 1892. Penyedia bahan kimia berbasis AS ini telah berkembang menjadi opsi saham yang terkemuka. Perusahaan ini beroperasi di tiga segmen melalui merek Chlor Alkali Products and Vinyls serta Winchester. Yang terakhir mungkin sudah Anda kenal karena sejarah panjangnya di sektor senjata.

Segmen Chlor Alkali Products dan Vinyls menawarkan berbagai produk, termasuk perkloroetilena, asam klorida, monomer vinil klorida, metil klorida, metilen klorida, kloroform, karbon tetraklorida, dan hidrogen. Perusahaan ini memiliki basis klien yang luas dengan pelanggan di seluruh Amerika Serikat, Eropa, Asia Pasifik, Amerika Latin, dan Kanada.

Berita Terbaru tentang Olin Corporation

Pyroco – Membuat Pirolisis Lebih Terjangkau Dapat Membuat Hidup Jutaan Orang Lebih Baik

Melihat luasnya penggunaan pirolisis dalam berbagai kegiatan industri menunjukkan bagaimana perkembangan ini dapat membantu menurunkan biaya dan meningkatkan keberlanjutan secara signifikan. Oleh karena itu, tim insinyur ini pantas dipuji atas kecerdikan dan ketekunan mereka. Sekarang, tim berupaya memperluas proses mereka untuk memberikan dampak nyata.
Pelajari tentang teknologi energi lainnya di sini.

Studi yang Dirujuk:

^{1. Kaur, R., Krishna, B. B., Rathnayake, N., Bhaskar, T., & Shah, K. (2024). Role of carbo-catalyst on upgrading the pyrolysis vapors of spent Eucalyptus nicholii biomass: Towards sustainable phenolics production. Renewable Energy, 214, 1239–1250. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.01.180}