POTENSI KARBON AKTIF SEKAM PADI SEBAGAI

POTENSI KARBON AKTIF SEKAM PADI SEBAGAI PENYERAP EMISI GAS CO PADA
KENDARAAN SEPEDA MOTOR MENGGUNAKAN PEM-9004
Jurusan Kimia, Fakultas MIPA UNHAS Makassar
Rusdianto, Abd. Wahid Wahab, Maming

ABSTRAK
Sepeda motor merupakan penyumbang polusi udara terbesar di Indonesia yaitu mencapai 70 - 80%. Emisi yang
dihasilkan oleh kendaraan bermotor akan mencemari lingkungan dan sangat berbahaya bagi kesehatan manusia, salah
satunya adalah gas karbon monoksida (CO). Gas CO bersifat sangat beracun dan bisa mengakibatkan kematian.
Pengujian emisi gas CO dilakukan terhadap beberapa sepeda motor dari keluaran tahun 2007-2011 menggunakan alat
PEM - 9004. Hasil pengukuran kadar emisi gas CO pada sepeda motor tahun 2007-2011 berurut-turut sebesar 1,135%,
0,831%; 0,626%; 0,547% dan 0,339%. Data tersebut menunjukkan bahwa semakin tua usia mesin maka semakin besar
pula kadar emisi gas CO yang dihasilkan. Penggunaan karbon aktif sekam padi mampu mengurangi emisi gas CO
sebesar 10,81%.
Kata Kunci: sepeda motor, emisi CO, karbon aktif, PEM-9004.
ABSTRACT
Motorcycles are the largest contributor to air pollution in Indonesia, reaching 70-80%. Emissions produced by
motor vehicles would pollute the environment and are very dangerous for human health, one of which is the gas carbon
monoxide (CO). CO gas is highly toxic and can cause death. CO emissions testing conducted on some of the motorcycle
output in 2007-2011 using a PEM - 9004. Results of measurement CO emissions in the 2007-2011 motorcycle also
sequential-by 1,135%; 0,831%; 0,626%; 0,547% and 0,339%. The data showed that the older machine age, the greater

levels emissions of CO gas produced. The use of rice husk activated carbon can reduce CO emissions by 10,81%.
Keywords: motorcycle, emissions of CO, activated carbon, PEM-9004.

1. PENDAHULUAN
Kendaraan bermotor dengan jenis dan

lingkungan dan kesehatan manusia.

Gas-gas

merk yang berbeda mengalami peningkatan

beracun dari jutaan knalpot setiap harinya

jumlah di tiap tahunnya. Peningkatan ini

menimbulkan masalah karena berdampak pada

disebabkan

penurunan

semakin

tingginya

aktivitas

kualitas

udara

yang

dapat

masyarakat yang sangat membutuhkan sarana

mengakibatkan berbagai penyakit kronis bila

transportasi untuk kelancaran aktivitas mereka.

dihirup

Seiring

tumbuhan, dan makhluk hidup lainnya (Arisma,

meningkatnya

jumlah

kendaraan

bermotor mengakibatkan semakin menurunnya
bermotor

tersebut

manusia,

kerusakan

jaringan

2010).

kualitas udara. Gas buang yang ditimbulkan dari
kendaraan

oleh

Gas buang yang dihasilkan dari sisa

menimbulkan

pembakaran pada sepeda motor terdiri dari

polusi udara sebesar 70 - 80%, sedangkan

berbagai macam gas, ada yang beracun dan ada

pencemaran udara akibat industri hanya 20 -

juga yang tidak beracun.

30% saja (Budihardjo, 1991).

seperti

Emisi gas dari kendaraan bermotor dapat
menimbulkan

dampak

yang

buruk

bagi

Diantara

CO,
gas

HC

Gas yang beracun

(hidrokarbon)

yang

beracun

dan

tersebut,

NOx.
CO

memiliki persentase yang paling besar yaitu
1

60%. Gas CO tidak berwarna, serta tidak berbau

proses adsorpsi warna limbah tekstil

sehingga sulit diketahui.

Gas CO yang

denga reagen tawas. Sekam padi juga

berpengaruh bagi kesehatan makhluk hidup

menunjukkan hasil yang baik sebagai

perlu mendapat kajian khusus, karena gas CO

adsorben pada proses adsorpsi logam

hasil pembakaran bersifat racun bagi manusia,

timbal

dapat menimbulkan rasa sakit pada mata,

logam tembaga(II) (Cu2+) (Ngatijo dkk.,

gangguan saluran pernafasan, dan paru-paru.

2011), metilen biru dan eosin (Zakir

Gas CO ini merupakan salah satu sebab utama

dkk., 2011), limbah yang mengandung

keracunan gas yang paling umum bagi kesehatan

fenol dan turunannya (Yuliati, 2009),

manusia (Arisma, 2010).

dan Gas NOx dengan campuran Cu-

Agar kadar emisi gas buang CO yang
keluar dari knalpot dapat memenuhi standar
baku mutu, maka dilakukan upaya pengendalian
antara lain dengan cara
pembakar,

modifikasi mesin

pengembangan

dan

(Sembodo,

NaA

2006),

(Riesthandie

ion

dan

Muwarni, 2010).
Sekam padi merupakan salah satu limbah
pertanian yang sangat berpotensi dimanfaatkan

sistem

sebagai biosorben sebab Indonesia merupakan

pembuangan gas buang. Upaya pengendalian

negara agraris menghasilkan limbah pertanian

emisi CO yang lain dan inovatif yakni subtitusi

berupa sekam sebesar 22% setiap tahunnya

bahan bakar untuk bensin, penambahan glass

(Nasution, 2006; Wilder, 2010). Di Sulawesi

wool, arang aktif, air atau bahan-bahan lain yang

Selatan, proses produksi gabah kering giling

berfungsi sebagai adsorben gas CO (Daryanto,

lebih dari 678.080 ton setiap tahunnya (Hamzah

1995).

dkk., 2009).
Seperti

yang

telah

reaktor

NaA

(Pb)

oleh

karbon yang dibuat dari limbah pertanian,

bahwa penambahan

termasuk sekam padi, umumnya memiliki

karbon aktif pada sistem pembuangan dapat

beberapa kelemahan seperti kapasitas adsorpsi

menurunkan kadar emisi CO pada kendaraan

relatif rendah, luas permukaan kecil, struktur

bermotor. Pemanfaatan karbon aktif komersial

mikropori terbatas, dan jalur difusi adsorbat (zat

(CAC) sebagai adsorben masih terbatas karena

pencemar) ke dalam partikel padat (partikel

biaya produksi yang cukup mahal. Oleh karena

adsorben) yang panjang (Milenkovic dkk., 2009;

itu, banyak penelitian dewasa ini yang mulai

Aggarwal dkk., 1999). Oleh karena itu dalam

melirik pembuatan karbon aktif dari bahan alam

penelitian ini memanfaatkan sekam padi sebagai

sebagai biosorben salah satunya sekam padi.

bahan pembuatan arang aktif untuk mengurangi

Cahyonugroho

kadar emisi gas CO pada kendaraan bermotor

Maryanto dkk. (2009)

melaporkan

dilakukan

Namun, pemanfaatan biosorben

(2007)
sekam

padi

telah
dapat

dimanfaatkan sebagai adsorben dalam
2

roda dua dalam mengatasi masalah pencemaran

kemudian dimasukkan kedalam cawan porselin

udara akibat emisi gas.

dan dipanaskan dalam muffle furnace pada suhu
400 oC selama 2 jam.
2.3 Pembuatan Pelet Karbon Aktif
Karbon aktif 100 gram dicampurkan

2. METODE PENELITIAN

dengan amilum bubuk 15 gram kemudian

2.1 Pembuatan karbon dari sekam padi

ditambahkan 100 mL akuades dan diaduk hingga

Sekam padi yang sudah bersih dan kering
o

tercampur rata. Campuran ini kemudian dibuat

dipanaskan dalam tungku pada suhu 400 C

pelet menggunakan alat pressing technology.

selama 2 jam sampai terbentuk karbon.

Pelet karbon aktif yang telah jadi kemudian

2.2 Aktivasi karbon menggunakan larutan

dikeringkan dalam oven pada suhu 80 oC selama

ZnCl2

2 jam.

Karbon direndam dalam larutan ZnCl2

2.4 Pembuatan Tabung Adsorbsi

selama 1 hari. Konsentrasi larutan ZnCl 2 adalah

Pipa paralon dengan diameter 5 cm

sebesar 10% (b/v). Karbon kemudian disaring

dipotong dengan panjang 20 cm, seperti yang

dan dicuci sampai bersih dengan akuades hingga

terlihat pada Gambar 1. Kemudian tabung yang

pH hasil cucian netral (pH = 7). Karbon aktif

telah jadi diisi dengan pelet karbon aktif.

Gambar 1. Tabung adsorbsi
3.4 Pengukuran Emisi Gas Kendaraan

mesin 800 rpm sampai dengan 1400 rpm atau

Kendaraan yang akan diukur ditempatkan

sesuai rekomendasi manufaktur. Dimasukkan

pada posisi datar. Dinyalakan dan dinaikkan

probe alat uji Portable Emissions Analyser

(akselerasi) putaran mesin hingga mencapai

(PEM-9004) ke pipa gas buang (knalpot) tunggu

1.900 rpm sampai dengan 2.100 rpm kemudian

20 detik dan dilakukan pengambilan data

tahan

konsentrasi gas yang terukur pada alat uji.

selama

kembalikan

60

pada

detik
kondisi

dan
idle.

selanjutnya
Dilakukan

Selanjutnya tabung adsorbsi yang berisi

pengukuran pada kondisi idle dengan putaran

karbon aktif disambungkan dengan knalpot
3

kendaraan kemudian dilakukan

pengukuran

seperti langkah diatas.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Penentuan Kadar Emisi Gas Kendaraan Sepeda Motor
Tabel 1. Hasil pengukuran kadar emisi gas CO pada sepeda motor dengan PEM-9004
No

Tahun Awal Pemakaian

1
2
3
4
5

2007
2008
2009
2010
2011
1.2

Konsentrasi CO (%)
1,066
0,740
0,608
0,538
0,318

1,161
0,858
0,622
0,549
0,342

Rata- rata (%)
1,179
0,896
0,649
0,555
0,357

1,135
0,831
0,626
0,547
0,339

1.14

Konsentrasi CO (%)

1
0.83

0.8

0.63

0.6

0.55
0.34

0.4
0.2
0

2007

2008

2009

2010

2011

Tahun Awal Pemakaian
Diagram 1. Hasil pengukuran kadar emisi gas CO pada sepeda motor dengan PEM-9004
Berdasarkan data hasil pengukuran kadar

sebagian bahan bakar yang tidak terbakar yang

emisi gas CO pada sepeda motor dari tahun

ikut keluar bersama gas buang. Masa

pemakaian 2007-2011 dengan menggunakan

terkait

PEM-9004 (Tabel 1) diperoleh kadar CO

komponen

mesin

sepeda

minimum 0,339% dari emisi gas sepeda motor

komponen

yang

berperan

dengan pemakaian di tahun 2011, sedangkan

pembakaran yang mengalami kerusakan atau

kadar emisi CO maksimum diperoleh pada

penurunan unjuk kerja. Semakin tua umur

sepeda motor tahun 2007 yaitu sebesar 1,135%.

sepeda motor maka komponen- komponen mesin

dengan

umur

material

pakai

komponen-

motor
dalam

terutama
proses

Dari diagram 1 mempelihatkan bahwa

(yang berperan penting pada proses pembakaran)

semakin lama masa pakai kendaraan sepeda

telah banyak mengalami keausan. Tahun kelima

motor maka semakin tinggi kadar emisi gas CO

dari masa pakai merupakan tahun kritis bagi

yang dihasilkan. Hal ini disebabkan adanya

komponen-komponen mesin dari sebuah sepeda
4

motor, sehingga pada tahun kelima umumnya

dilihat dengan pengukuran gas. Pengukuran gas

semua komponen tersebut harus diservis karena

dilakukan

operasinya tidak optimal lagi. Disamping itu,

kendaraan sepeda motor pada adsorben karbon

semakin

yang

aktif sebanyak 25 gram. Daya adsorpsi gas CO

menempel pada saringan udara sehingga udara

karbon aktif sekam padi dapat dilihat dengan

tidak lancar masuk ke karburator (Sayoga,

membandingkan hasil pengukuran emisi gas CO

2001).

tanpa adsorben.

banyak

kotoran-kotoran

dengan

melewatkan

emisi

gas

3.2 Penentuan Potensi Karbon Aktif Sekam

Hasil uji karbon aktif dari limbah sekam

Padi untuk mengurangi Kadar Emisi

padi sebagai adsorben gas CO pada sistem

Gas CO pada Kendaraan Sepeda Motor

pembakaran kendaraan sepeda motor dengan

Adsorpsi gas CO dengan adsorben karbon

perlakuan aktivasi kimia ZnCl2 dapat dilihat

aktif yang berasal dari limbah sekam padi dapat

pada Tabel 2 berikut:

Tabel 2. Hasil Pengukuran Kadar Emisi Gas Buang CO dengan Penambahan Arang Aktif Sekam
Padi Pada Kendaraan Motor menggunakan PEM-9004.
Kendaraan
Motor

Pengukuran tanpa
karbon aktif (%)

Pengkuran dengan
karbon aktif (%)

Penurunan
Emisi (%)

I

1,377

1,234

0,143

II

1,396

1,238

0,158

III

1,443

1,288

0,155

1.44

Konsentrasi CO (%)

1.45
1.4

1.38

1.4

1.35
1.3
1.25

1.29
1.24

1.23

1.2

Pengukuran tanpa karbon aktif
Pengkuran dengan karbon aktif

1.15
1.1

konsentrasi CO(%)

I
Diagram 2. Hasil Pengukuran Kadar Emisi Gas CO dengan Penambahan Pelet Arang Aktif Sekam
Padi pada Sistem Pembuangan Sepeda Motor menggunakan PEM-9004.
5

Berdasarkan data di Tabel 2 dan Diagram

dijadikan salah satu altenatif dalam mengurangi

2, hasil pengukuran emisi gas (I), konsentrasi

tingkat pencemaran gas CO yang diakibatkan

kadar emisi gas CO sebelum penambahan

oleh kendaraan sehingga kualitas udara menjadi

karbon aktif sebesar 1,377%, sedangkan setelah

lebih baik.

penambahan dengan arang aktif diperoleh hasil

4. KESIMPULAN DAN SARAN

sebesar 1,234%. Dengan demikian pemakaian

4.1 Kesimpulan

arang aktif

menyebabkan penurunan sebesar

Berdasarkan

penelitian

yang

0,143% atau dengan persentase penurunan rata –

telah

rata sebesar 10,38%. Pada pengukuran emisi gas

motor dengan tahun pemakaian 2007-

(II), konsentrasi kadar emisi gas CO sebelum

2011 diperoleh hasil berurut-turut sebesar

penambahan sebesar 1,396%, sedangkan setelah

1,135%, 0,831%; 0,626%; 0,547% dan 0,339%,

diadakan

penambahan

maka

diperoleh

hasil

dengan

sebesar

arang

dapat

terhadap

sepeda

disimpulkan

bahwa

Dengan

semakin tua umur mesin kendaraan

demikian pemakaian arang aktif menyebabkan

sepeda motor semakin besar pula

penurunan

dengan

kadar emisi gas CO yang dihasilkan.

persentase penurunan rata – rata sebesar 11,32%.

Karbon sekam padi sebanyak 25 gram

Pada pengukuran emisi gas

yang telah diaktivasi memiliki potensi

sebesar

1,238%.

aktif

dilakukan

0,158%

atau

(III), konsentrasi

kadar emisi gas CO sebelum penambahan

untuk

sebesar 1,443%, sedangkan setelah diadakan

kendaraan

penambahan dengan arang aktif diperoleh hasil

10,81%.

sebesar 1,288%. Dengan demikian pemakaian

4.2 Saran

arang aktif

menyerap
sepeda

emisi

gas

motor

CO

sebasar

menyebabkan penurunan sebesar

Untuk

0,155% atau dengan persentase penurunan rata –

disarankan:

rata sebesar 10,74%.

1. Melakukan penelitian menggunakan

penelitian

selanjutnya

Dari ketiga hasil pengukuran tersebut

karbon sekam padi tanpa diaktivasi

diperoleh bahwa karbon aktif sekam padi

untuk mengurangi kadar emisi gas

sebanyak 25 gram mampu mengurangi kadar

pada

emisi gas CO dari kendaraan sepeda motor
sebesar 10,81%. Meskipun kendaraan sepeda
motor yang diuji kadar emisinya masih di bawah
ambang

batas

sesuai

dengan

peraturan

kementrian lingkungan hidup tahun 2006 sebesar
4,5%.

Namun penambahan arang aktif pada

sistem pembakaran kendaraan bermotor dapat

kendaraan

sepeda

motor

sebagai perbandingan.
2. Melakukan penelitian menggunakan
karbon aktif dari bahan lain untuk
mengurangi kadar emisi gas pada
kendaraan sepeda motor sebagai
perbandingan.
6

3. Melakukan penelitian tentang waktu
optimum (batas kejenuhan) karbon
aktif untuk menyerap emisi gas
buang.
DAFTAR PUSTAKA
Aggarwal, D., Goyal, M., dan Bansal,
R.C.,
1999,
Adsorption
of
Chromium by Activated Carbon
from Aqueous Solution, Carbon,
37, (1); 1989-1997.
Arisma, D., 2010, Pengaruh Penambahan
Reheater pada Knalpot terhadap Emisi
Gas Buang CO Sepeda Motor Yamaha
Jupiter Z Tahun 2004, Fakultas Keguruan
dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas
Maret, Surakarta.
Budiraharjo, H., 1991, Pencemaran Udara di
DKI Jakarta Paru, Jakarta.
Cahyonugroho, O.H., 2007, Kinetika Adsorpsi
WarnaLimbah Tekstil dengan Abu Sekam
Padi Menggunakan Reagen Tawas,
Jurnal Teknik Kimia, 1, (2); 59-64.
Daryanto, 1995, Masalah Pencemaran, Transito,
Bandung.
Hamzah, N., Nuzul, M., dan Musa, L., 2009,
Pemanfaatan Sekam Padi sebagai Briket
Bahan Bakar pada Rumah Tangga,
Jurnal Teknologi, 9, (1); 37-45.
Kementrian
Lingkungan
Hidup,
2006,
Peraturan Menteri Negara Lingkungan
Hidup Nomor 05 Tahun 2006 Tentang
Ambang Batas Emisi Gas Buang
Kendaraan Bermotor Lama.
Maryanto, D., Mulasari, S. A., dan Suryani, D.,
2009, Penurunan Kadar Emisi Gas Buang
Karbon Monoksida (CO) dengan
Penambahan
Arang
Aktif
pada
Kendaraan Bermotor di Yogyakarta,

Jurnal Kesehatan Masyarakat, 3, (3);
162-232.
Milenkovic, D.D., Dasic, P.V., dan Veljkovic,
V.B.,
2009,
Ultrasound-assisted
adsorption of copper(II) ions on hazelnut
shell activated carbon, Ultrason.
Sonochem, 16, (2); 557-563.
Nasution, D.Y., 2006, Pengaruh Ukuran Partikel
dan Berat Abu Sekam Padi sebagai
Bahan Pengisi Terhadap Sifat Kuat
Sobek, Kekerasan dan Ketahanan Abrasi
Kompon, Jurnal Sains Kimia, 10, (2); 8691.
Ngatijo, Faried, F., dan Lestari, I., 2011,
Pemanfaatan Abu Sekam Padi (ASP)
Payo dari Kerinci sebagai Sumber Silika
dan Aplikasinya dalam Ekstraksi Fasa
Padat Ion Tembaga (II), Jurnal
Penelitian Universitas Jambi Seri Sains,
13 (2) : 47-52.
Riesthandie, dan Murwani, I.K., 2010,
Pemanfaatan Cu-NaA dan NaA
dengan prekursor SiO2 dari
sekam padi untuk adsorpsi gas
NOx, Prosiding Kimia FMIPA-ITS,
SK-06.
Sembodo, B.S.T., 2006, Model Kinetika
Langmuir untuk Adsorpsi Timbal
pada
Abu
Sekam
Padi,
Ekuilibrium, 5, (1); 28–33.
Teledyne
Analytical
Instruments,
2008,
Operating Instructions For PEM-9004
Portable Emissions Analyzer.
Wilder, O., 2010, Sekam Padi sebagai
Sumber
Energi
Alternatif,
(Online),
(http://layong.blog.binusian.org/20
10/08/04/sekam-padi-sebagaisumber-energi-alternatif, diakses
tanggal 17 Oktober 2013).
Yuliati, F., 2009, Kajian Produksi Arang Aktif
dari Sekam Padi untuk Pengolahan Air
7

Limbah Industri, Makalah disajikan pada
Seminar
Nasional
Teknik
Kimia
Indonesia, Program Studi Teknik Kimia
Jurusan
Teknologi
Industri
ITB,
Bandung, Oktober.
Yuliati, F., dan Susanto, H., 2011, Kajian
Pemanfaatan Arang Sekam Padi Aktif
sebagai Pengolah Air Limbah Gasifikasi,

Jurnal Teknik Kimia Indonesia, 10, (1);
9–17.
Zakir, M., Maming, dan Achmad, A., 2011,
Adsorption of Methylene Blue and Eosin
on Rice Husk Based Activated Carbon,
Indo. Chem. Acta.,4, (2); 1-6.

8