Perpustakaan Digital ITB

Pengurangan emisi gas karbon dioksida (CO2) di atmosfer secara signifikan perlu dicapai untuk mendukung target Net Zero Emission (NZE). Carbon Capture and Storage (CCS) adalah salah satu teknologi yang berpotensi untuk menangkap emisi gas CO2 melalui metode adsorpsi, salah satunya menggunakan karbon aktif (Activated Carbon, AC) dari batubara. Pada aplikasinya, performa AC sangat dipengaruhi oleh sifat fisik dan kimia permukaannya, sehingga upaya modifikasi AC telah banyak dilakukan. Salah satu modifikasi paling umum adalah oksidasi yang dapat meningkatkan jumlah gugus permukaan karbon-oksigen pada permukaan karbon aktif. Selain itu, kalsinasi AC dalam kondisi inert (N2) juga berpotensi meningkatkan daya adsorpsi pada gas CO2. Walaupun upaya sudah banyak dilakukan, perlu dipelajari pengaruh kombinasi oksidasi dan kalsinasi pada AC batubara khususnya terhadap kapasitas adsorpsi gas CO2. AC yang digunakan sebagai material awal pada studi ini terbuat dari batubara yang selanjutnya disebut sampel RAW. Sampel RAW lalu dipanaskan di dalam rotary kiln pada atmosfer inert dari temperatur ruang ke temperatur oksidasi di 100, 200, 300, 400, atau 500 oC, untuk kemudian dialirkan udara selama 2 jam hingga diperoleh sampel O100, O200, O300, O400, dan O500, sesuai temperatur oksidasinya. Sampel oksidasi lalu dikalsinasi pada temperatur 900 oC dengan aliran gas nitrogen di dalam rotary kiln selama 2 jam, sehingga diperoleh sampel C-O100, C-O200, C-O300, C-O400, dan C-O500. Sampel RAW, oksidasi, dan kalsinasi dikarakterisasi gugus fungsinya melalui uji Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy; uji Iodin dan BET (Brunauer-Emmet-Teller) untuk mengukur luas permukaan; dan uji adsorpsi untuk mengetahui kapasitas adsorpsinya, termasuk sampel karbon aktif fiber (Activated Carbon Fiber, ACF) dari Coal tar Pitch (CTP); OG 5A dan OG 10A, dan Polyacrylonitrile (PAN); FE200 dan FE300 sebagai pembanding. Hasil analisis pada sampel oksidasi menunjukkan peningkatan intensitas gugus fungsi karbonil dalam bentuk asam karboksilat (-COOH) yang dapat membuat permukaan AC semakin asam, dimana hal ini berkorelasi dengan penurunan bilangan iodin dan luas permukaan BET yang menyebabkan adanya penurunan kapasitas adsorpsi. Sedangkan, pada sampel kalsinasi terjadi penurunan intensitas gugus fungsi hidroksil (OH) dan karbonil dalam bentuk asam karboksilat (-COOH) yang dapat membuat permukaan AC semakin basa, dimana hal ini berkorelasi dengan peningkatan bilangan iodin dan luas permukaan BET yang menyebabkan adanya peningkatan kapasitas adsorpsi. Kombinasi modifikasi AC ini memiliki kapasitas adsorpsi hingga 1,013 mmol/g pada sampel C-O100 yang lebih tinggi dari CTP ACF OG 5A dan PAN ACF, namun lebih rendah dari CTP ACF 10A. Hal ini menunjukkan bahwa AC dari batubara berpotensi dalam proses adsorpsi gas CO2.