Produksi
hidrogen (H₂) melalui gasifikasi termokimia memiliki berbagai keunggulan,
seperti lebih ekonomis, kompetitif, dan mampu mengurangi emisi CO₂.
Co-gasifikasi, yaitu proses gasifikasi dengan lebih dari satu jenis bahan baku,
diharapkan dapat meningkatkan efisiensi melalui efek sinergis, fleksibilitas
proses, terutama dalam menghadapi keterbatasan dan keberagaman biomassa.
Penggunaan katalis alami yang dimodifikasi serta pemanasan dengan microwave
diprediksi dapat meningkatkan kinerja gasifikasi.
Penelitian ini
bertujuan untuk: (1) menemukan metode yang efisien dan ekonomis dalam aktivasi
zeolit alam dan karbon aktif dari cangkang kelapa sebagai katalis pada proses
gasifikasi dan co-gasifikasi guna menghasilkan syngas kaya hidrogen, (2)
menganalisis pengaruh rasio cangkang kelapa terhadap sampah padat perkotaan
(MSW) dalam produksi syngas kaya hidrogen pada co-gasifikasi dengan pemanasan
konvensional, (3) mengevaluasi pengaruh rasio cangkang kelapa terhadap MSW
dalam produksi syngas kaya hidrogen pada co-gasifikasi dengan pemanasan
microwave, serta (4) menentukan strategi yang paling tepat untuk produksi
syngas kaya hidrogen baik dalam proses gasifikasi maupun co-gasifikasi
menggunakan pemanasan konvensional maupun microwave.
Metodologi
penelitian ini meliputi beberapa tahapan, dimulai dengan analisis termodinamika
menggunakan perangkat lunak Aspen Plus v10, kemudian dilanjutkan dengan
perancangan dan pembangunan sistem gasifikasi yang menggunakan pemanas
konvensional dan microwave. Aktivasi katalis dilakukan terhadap zeolit alam dan
karbon aktif dari cangkang kelapa, diikuti dengan uji laboratorium seperti BET,
XRD, dan SEM-EDS untuk karakterisasi material. Preparasi bahan baku dilakukan
untuk memastikan homogenitas sampel uji, kemudian dilanjutkan dengan pengujian
proksimat dan ultimat. Tahap akhir adalah uji gasifikasi, yang meliputi
analisis syngas menggunakan kromatografi gas, analisis profil nyala, serta
pengukuran komposisi syngas, tar, dan char.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) aktivasi kimia menggunakan asam dan impregnasi nikel merupakan metode yang efektif untuk meningkatkan kinerja zeolite alam dan karbon aktif dari cangkang kelapa sebagai katalis pada proses gasifikasi dan co-gasifikasi, (2) rasio cangkang kelapa terhadap MSW secara signifikan memengaruhi komposisi syngas kaya hidrogen yang dihasilkan pada co-gasifikasi dengan pemanasan konvensional, (3) pengaruh yang sama juga terlihat pada cogasifikasi dengan pemanasan Microwave, di mana pemanasan microwave terbukti lebih efisien secara energi dibandingkan dengan pemanasan konvensional, serta (4) strategi terbaik untuk produksi syngas kaya hidrogen diperoleh pada co-gasifikasi dengan rasio MSW 60?n cangkang kelapa 40%, menggunakan katalis zeolite yang diimpregnasi nikel, yang menghasilkan nilai kalor tertinggi sebesar 3.587,36 kJ, dengan 93,68% (3.360,77 kJ) berasal dari energi kalor hidrogen.
