2.6 Katalitik Konverter
Meningkatnya jumlah kedaraan bermotor saat ini berimbas pada kualitas udara yang buruk di daerah perkotaan menuntut pabrikan motor berinovasi, salah
satunya adalah katalitik konverter yang terdapat pada mobil keluaran saat ini. Alat tersebut diperkenalkan ke publik pada tahun 1975 di Amerika Serikat, kebijakan
tersebut sejalan dengan niat EPA dalam mengurangi intensitas pencemaran udara gas buang dikarenakan proses pembakaran kendaraan bermotor.
Ada dua jenis katalitik konverter dipasaran. Tipe universal fit dapat dipilih berdasarkan ukuran yang sesuai kemudian dilas di bagian saluran gas buang. Tipe
direct fit merupakan tipe katalitik konverter yang hanya menggunakan baut untuk memasangnya di area saluran gas buang. Tipe universal merupakan jenis termurah
daripada tipe direct fit, akan tetapi tipe direct fit lebih mudah pemasangannya daripada tipe universal fit.
Penggunaan katalitik konverter tidak hanya terbatas pada kendaan bermotor seperti mobil dan sepeda motor, alat tersebut juga digunakan untuk truk,
bis, kereta api, generator, kapan bermotor, dan masih banyak lainnya. Pengguna katalktik konverter dianjurkan melakukan pemeriksaan dan perawatan berkala
untuk mengoptimalkan kinerja mesin dan efisiensi bahan bakar, pemeriksaan emisi gas buang kendaraan bermotor juga perlu dilakukan untuk mengetahui
apakah katalitik konverter harus diganti dengan yang baru.
2.6.1 Konstruksi Katalitik Konverter
Katalitik konverter biasanya terdiri atas beberapa bagian :
Universitas Sumatera Utara
1. Inti katalis substrate. Penggunaan CC pada bidang otomotif biasanya menggunakan inti dari keramik monolit dengan struktur sarang lebah
honeycomb. Monolit tersebut dilapisi oleh FeCrAl pada beberapa aplikasi. 2. Washcoat. Washcoat adalah pembawa material katalis digunakan untuk
menyebarkan katalis tersebut pada area yang luas sehingga katalis mudah bereaksi dengan gas buang. Washcoat biasanya terbuat dari aluminium oksida, titanium
oksida, silikon oksida dan campuran silika dan alumina. Washcoat dibuat dengan permukaan agak kasar dan bentuk yang tidak biasa untuk memaksimalkan luas
permukaan yang kontak dengan gas buang sehingga katalis dapat bekerja secara lebih efektif dan efisien.
3. Katalis. Katalis biasanya terbuat dari logam mulia. Platina adalah katalis yang paling aktif diantara logam mulia lainnya dan secara luas digunakan namun tidak
cocok dengan segala aplikasi karena adanya rekasi tambahan yang tidak diinginkan serta harganya yang mahal. Palladium dan rhodium adalah jenis logam
mulia lainnya yang biasa digunakan secara bersamaan. Palladium berfungsi sebagai katalis reaksi oksidasi, rhodium digunakan sebagai katalis rekasi reduksi
dan platina dapat melakukan kedua reaksi tersebut oksidasi dan reduksi. Logam lain yang terkadang digunakan walaupun secara terbatas adalah cerium, besi,
mangan, tembaga dan nikel. Digunakan secara terbatas karena memiliki produk sampingan yang juga cukup berbahaya. Nikel dilarang di uni eropa karena
reaksinya dengan CO menghasilkan nikel tetrakarbonil. Tembaga dilarang di amerika utara karena menghasilkan senyawa dioksin.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.10 Katalitik Konverter K. C. Taylor, 1984
2.6.2 Prinsip Kerja Katalitik Konverter
Kendaraan yang menggunakan katalitik konverter harus menggunakan bensin tanpa timbal, karena timbal pada bensin akan menempel pada katalis yang
mengakibatkan katalisator tersebut tidak efektif. Agar katalitik konverter tersebut lebih efektif, campuran udara-bahan bakar harus dalam perbandingan
stoikiometri. Pada saat mesin melakukan pemanasan, udara sekunder dari pompa didorong menuju ruang udara pembatas. Udara tersebut membantu untuk
mengoksidasi katalis mengubah HC dan CO menjadi karbon dioksida dan air. Berikut penjelasan terhadap prinsip kerja dari katalitik konverter:
1. Tahap awal dari proses yang dilakukan pada katalitik konverter adalah
reduction catalyst. Tahap ini menggunakan platinum dan rhodium untuk membantu mengurangi emisi NOx. Ketika molekul NO dan NO
2
bersinggungan dengan katalis, sirip katalis mengeluarkan atom nitrogen dari molekul dan menahannya, sementara oksigen yang ada diubah ke
Universitas Sumatera Utara
bentuk O
2
. Atom nitrogen yang terperangkap dalam katalis tersebut diikat dengan atom nitrogen lainnya sehingga terbentuk format N
2.
Rumus kimianya sebagai berikut:
2
NO → N
2
+ O
2
atau
2
NO
2
→ N
2
+
2
O
2
2. Tahap kedua dari proses di dalam katalitik konverter adalah oxidation
catalyst. Proses ini mengurangi hidrokarbon yang tidak terbakar di ruang bakar dan CO dengan dengan membakarnya oxidizing melalui katalis
platinum dan palladium. Katalis ini membantu reaksi CO dan HC dengan oksigen yang ada di dalam tabung gas buang. Reaksinya sebagai berikut:
2
CO + O
2
→
2
CO
2
3. Tahap ketiga adalah pengendalian sistem yang memonitor arus gas buang.
Informasi yang diperoleh dipakai lagi sebagai kendali sistem injeksi bahan bakar. Ada sensor oksigen yang diletakkan sebelum katalitik konverter dan
cenderung lebih dekat ke mesin ketimbang konverter itu sendiri. Sensor ini memberi informasi ke Electronic Control System ECS seberapa banyak
oksigen yang ada di saluran gas buang. ECS akan mengurangi atau menambah jumlah oksigen sesuai rasio udara-bahan bakar. Skema
pengendalian membuat ECS memastikan kondisi mesin mendekati rasio stoikiometri dan memastikan ketersediaan oksigen di dalam saluran buang
untuk proses oksidasi HC dan CO yang belum terbakar. Setiap kendaraan memiliki jumlah sensor yang berbeda, tergantung
dengan kebutuhan dan teknologi mesinnya. Umumnya kendaraan yang menggunakan sistem injeksi menggunakan dua sensor oksigen yang berbeda
tempat yang berfungsi memberikan informasi ke ECS.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring berkembangnya zaman manusia dituntut untuk mengembangkan teknologi guna untuk mempermudah manusia dalam melakukan berbagai
kegiatan. Kemajuan teknologi ini pun diiringi akan kebutuhan energi yang semakin meningkat. Minyak bumi merupakan sumber daya utama yang digunakan
secara global, baik di dunia internasional maupun di Indonesia. Kebutuhan akan minyak bumi sebagai sumber energi akan semakin
meningkat dari tahun ke tahun dan tentunya akan semakin membuat persediaan cadangan minyak bumi akan semakin berkurang. Salah satu masalah krusial yang
dihadapi oleh bangsa Indonesia saat ini adalah energi. Pasokan energi dalam negeri mengalami kendala akibat trend produksi yang cenderung lebih rendah
dibanding tingkat konsumsinya. Untuk itulah perlu adanya energi alternatif untuk mengatasi masalah tersebut. Penggunaan sumber daya alam hayati sebagai sumber
energi merupakan alternatif pemerintah dalam mengatasi permasalahan keterbatasan minyak bumi di dunia. Tumbuhan hijau dapat dimanfaatkan dan
direkayasa menjadi sumber daya energi terbarukan yang potensial serta ramah lingkungan dalam bentuk biodiesel.
Biodiesel merupakan metil ester dan etil ester dari asam lemak yang dibuat dari minyak tumbuhan dan lemak hewani yang merupakan sumber daya yang
dapat diperbaharui. Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumber daya
Universitas Sumatera Utara
Kategori