Perpustakaan Digital ITB

Indonesia memiliki potensi besar dalam pengembangan energi terbarukan melalui pemanfaatan gas alam. Salah satu cadangan gas alam terbesar di Indonesia adalah gas Natuna yang memiliki kandungan CO2 tinggi, mencapai 71%. Dry Reforming of Methane (DRM) mampu mengonversi metana dan CO2 menjadi gas sintetis yang bernilai tinggi berupa hidrogen dan karbon monoksida. Reaktor membran menawarkan pendekatan inovatif untuk meningkatkan efisiensi proses DRM melalui integrasi reaksi dan pemisahan dalam satu sistem. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh geometri reaktor terhadap kinerja reaktor membran menggunakan simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) berbasis ANSYS FLUENT 2025 R1. Model kinetika reaksi mengikuti mekanisme Langmuir–Hinshelwood dengan katalis Rh/Al?O? dan melibatkan reaksi utama DRM serta reaksi samping Reverse Water-Gas Shift (RWGS). Dengan membran hidrogen berbasis Pd/GO/Al?O?. Hasil simulasi menunjukkan bahwa reaktor membran meningkatkan konversi CH? dari 70,2% menjadi 80,54% pada kondisi operasi optimal (T = 948 K, P = 1 atm, laju sweep gas 10× laju feed gas, dan rasio CH?/CO? = 1) dari reaktor biasa. Variasi geometri penyempitan diameter mempercepat aliran di dekat permukaan membran dan meningkatkan transportasi massa, yang menghasilkan peningkatan fluks H? sekitar 10% dan yield H? sekitar 4%, meskipun peningkatan konversi reaktan relatif kecil (<1%). Selain itu, kondisi operasi terbukti lebih dominan dalam menentukan performa sistem. Suhu tinggi dan tekanan feed rendah mempercepat reaksi endotermik DRM, serta laju sweep gas tinggi memperkuat driving force permeasi H?, sedangkan rasio umpan CH?/CO? mendekati stoikiometri menghasilkan komposisi syngas paling seimbang. Integrasi antara desain geometri dan kondisi operasi optimum menunjukkan efek sinergis terhadap peningkatan yield dan fluks H?, meskipun diiringi kenaikan ?P absolut yang berimplikasi pada kebutuhan energi kompresi yang lebih besar.