Perpustakaan Digital ITB
Hidrogen bersih merupakan pembawa energi yang krusial dalam transisi menuju nol emisi bersih, dan Three-Reactor Chemical Looping (TRCL) menghasilkan hidrogen sekaligus memisahkan CO2 secara inheren menggunakan oxygen carrier berbasis besi. Studi sebelumnya telah mengoptimalkan reaktor udara, reaktor uap, dan reaktor bahan bakar secara terpisah, namun kinerjanya dapat berubah ketika ketiganya digabungkan. Penelitian ini mengintegrasikan reaktor-reaktor tersebut menjadi satu sistem TRCL skala laboratorium yang utuh untuk mengkaji perilaku hidrodinamikanya. Tujuan penelitian ini adalah menentukan laju aerasi total dan inventori massa yang optimum, menganalisis rasio aerasi optimum pada reaktor bahan bakar, serta mengevaluasi kapasitas termal sistem secara termodinamika. Model aliran dingin pada kondisi ambien, dengan mengabaikan reaksi kimia, menggunakan glass beads berukuran 152,5 ?m (Geldart Grup B) sebagai pengganti oxygen carrier. Geometri reaktor yang diadaptasi dari desain terdahulu divalidasi ulang dan difabrikasi menjadi satu unit terintegrasi. Laju sirkulasi padatan (SCR) diukur menggunakan metode akumulasi, dan penurunan tekanan (pressure drop) sepanjang riser reaktor udara direkam menggunakan manometer diferensial. Laju aerasi total dan inventori massa divariasikan secara sistematis, dilanjutkan dengan variasi rasio aerasi inlet reaktor bahan bakar, sebelum SCR dikonversi menjadi kapasitas termal untuk bahan bakar metana dan biomassa mikroalga. SCR meningkat seiring bertambahnya inventori massa dan laju aerasi, sementara fenomena slugging menjadi batas operasional sistem. Sirkulasi yang stabil dicapai pada laju aerasi total 267,5 LPM dengan inventori massa 2500 g, dan SCR puncak sebesar 25,14 g/s terjadi pada rasio aerasi optimum 1,33. Evaluasi termodinamika menghasilkan kapasitas sebesar 21,59 kWth untuk metana dan 15,71 kWth untuk biomassa mikroalga, yang mencerminkan pengaruh nilai kalor bahan bakar. Temuan ini mengonfirmasi operasi terintegrasi yang stabil dan mendukung peningkatan skala (scale-up) di masa depan menuju produksi hidrogen bersih skala industri.