Perpustakaan Digital ITB

Menipisnya cadangan bahan bakar fosil dan meningkatnya harga bahan bakar minyak menyebabkan perlu dilakukan pencarian energi alternatif. Salah satuya adalah hidrogen. Dalam skala industri, hidrogen dapat diproduksi dari berbagai cara, misalnya dari metanol melalui reaksi reformasi kukus metanol (RKM). Dengan bantuan suatu katalis reaksi ini dapat berlangsung pada temperatur sekitar 300 °C dan tekanan 1 atm. Katalis berbasis tembaga untuk reaksi reformasi kukus metanol, terutama katalis tembaga (Cu) yang dipromotori ZnO dan padatan pendukungnya Al2O3 telah dipelajari secara luas, secara singkat katalis ini ditulis sebagai Cu/ZnO/Al2O3. Umumnya katalis tipe ini disiapkan melalui metode impregnasi atau metode presipitasi. Pada penelitian ini digunakan metode hidrotermal untuk sintesis katalis Cu/CeO2/Al2O3, dengan menggunakan variasi dua parameter (metode penyiapan katalis dan penambahan promotor). Katalis ini dibuat dengan dua perbandingan massa CuO:CeO2:Al2O3 yang berbeda, yaitu 4:1:15 (disebut katalis I) dan 1:1:3 (disebut katalis II). Pembuatan katalis diawali dengan memanaskan larutan garam Cu(NO3)2, Ce(NO3)3 dan Al(NO)3 yang telah ditambahkan urea dan CTAB di dalam autoclave pada temperatur 125 °C dan tekanan tinggi selama 15 jam. Tekanan tinggi tercapai dengan sendirinya akibat terbentuknya gas CO2 dari penguraian urea dan penguapan sebagian pelarut. Perlakuan ini dikenal sebagai proses hidrotermal. Perlakukan ini menghasilkan endapan yang terdiri dari Cu(OH)2, Ce(OH)3 dan Al(OH)3. Setelah disaring, endapan tersebut dikeringkan pada temperatur 110 °C selama 15 jam dan dikalsinasi pada temperatur 600 °C selama 3 jam untuk mengubah hidroksida menjadi oksida. Pengubahan padatan CuO/CeO2/Al2O3 menjadi katalis Cu/CeO2/Al2O3 dilakukan melalui reduksi selektif menggunakan gas hidrogen di dalam reaktor tepat sebelum reaksi RKM dilakukan. Keberadaan spesi-spesi CuO, CeO2 dan Al2O3 dalam padatan hasil kalsinasi ditunjukkan oleh puncak-puncak yang khas untuk masing-masing spesi tersebut pada difraktogram XRD-nya. Foto SEM menunjukkan bahwa kedua katalis mempunyai morfologi yang sama tetapi dimensi yang berbeda. Bentuk partikel katalis I berupa nanofiber dengan ukuran panjang 1,32 ?m, lebar 127 nm dan tebal 21 nm, sedangkan katalis II berupa agregat dari nanofiber. Dari pengukuran isoterm adsorbsi kedua katalis diperoleh luas permukaan katalis I sebesar 145 m2/g dan katalis II sebesar 126 m2/g. Pengujian aktivitas katalis pada reaksi reformasi kukus metanol menggunakan reaktor mikro, menunjukkan bahwa katalis I mempunyai aktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan katalis II pada berbagai suhu reaksi (150–300 °C). Aktivitas katalis diukur sebagai persentasi konversi metanol (% konversi), untuk katalis mencapai 84% pada suhu 300 °C, sedangkan katalis II aktivitasnya mencapai 46% pada temperatur sama. Kedua katalis menunjukkan selektivitas yang tinggi pada reaksi RKM, sehingga tidak teramati adanya gas CO pada hasil reaksi.