Bahan bakar jet sebagian besar terdiri dari isoparafin, n-parafin, naftena, olefin, dan komponen aromatik. Selain itu, asam lemak dan minyak dapat dideoksigenasi, dihidroisomerisasi, dan di-hydrocracking untuk menghasilkan hidrokarbon yang sesuai untuk bahan bakar jet. Parameter bahan bakar jet ditentukan secara ketat meliputi nilai kalor, viskositas, kandungan aromatik, dan perbandingan ideal iso-parafin dengan n-parafin. Bahan bakar jet berasal dari minyak bumi dapat menimbulkan dua permasalahan penting, yaitu a) pembakaran bahan bakar fosil melepaskan sejumlah besar CO2 yang dapat menimbulkan efek rumah kaca, dan b) kekhawatiran tentang biaya operasional dan keamanan pasokan di masa depan.
Pengembangan bahan bakar untuk penerbangan alternatif, idealnya berasal dari bahan bakar ramah lingkungan dan sumber daya terbarukan. Untuk menghilangkan konflik kepentingan di sektor pangan, minyak nabati yang tidak dapat dimakan adalah bahan baku pilihan. Negara tropis mempunyai biomassa yang melimpah, sehingga mengubahnya bahan baku yang tidak berguna dapat diubah menjadi biofuel sebagai jalan menuju energi berkelanjutan. Di Indonesia, minyak Reutealis trisperma (kemiri sunan) telah terbukti merupakan minyak non-edible yang cocok untuk dikonversi menjadi biofuel. Pohon tersebut mempunyai umur produksi yang panjang, dapat bertahan kondisi ekstrim, dan dapat menghasilkan benih yang mengandung hingga 52 % trigliserida. Katalis dengan selektifitas tinggi diperlukan di seluruh proses konversi minyak kemiri sunan menjadi hidrokarbon cair.
Studi ini melanjutkan penelitian sebelumnya pada sintesis Al-MCM-41 mesopori sebagai katalis untuk konversi minyak nabati menjadi hidrokarbon berbahan bakar jet cair melalui reaksi deoksigenasi. Padatan aluminosilikat mikro/mesopori telah dianggap menjanjikan sebagai bahan baku untuk katalis tersebut, karena efek sinergis dari keasaman kuat dan struktur mesopori yang sesuai. Rasio molar Si/Al yang berbeda memiliki efek menarik pada sifat keasaman dan pori katalis Al-MCM-41.
Katalis Al-MCM-41 disintesis dengan kompososi molar: 10Na2O:xSiO2: 2Al2O3:1800H2O, dengan rasio mol Si/Al = 30, 50, 70, 90. Karakterisasi katalis dilakukan dengan XRD, FTIR, adsorpsi/desoprsi N2, TEM, SEM, dan ujin keasaman. Berdasarkan hasil karakterisasi ditunjukkan bahwa keasaman (Bronsted maupun Lewis) katalis hasil sintesis jauh melebihi keasaman katalis MCM-41 komersial.
Deoksigenasi katalitik minyak kemiri sunan dilakukan pada 350 â—¦C selama 4 jam menggunakan blanko dan MCM-41 komersial sebagai pembanding. Produk deoksigenasi minyak kemiri sunan dibagi menjadi produk arang dan cair seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1a. Pada Gambar 1a ditunjukkan bahwa konversi tertinggi dicapai dengan menggunakan katalis Al-MCM-41 (30). Al-MCM-41 (30) menunjukkan keasaman total dan keasaman permukaan tertinggi yang berkontribusi terhadap reaksi deoksigenasi katalitik minyak kemiri sunan. Gambar 1b menunjukkan distribusi produk dan derajat deoksigensi (DOD) produk cair dan yield hidrokarbon. Al-MCM-41 (30) menunjukkan DOD dan yield hidrokarbon tertinggi dibandingkan dengan katalis lain.
Bahan bakar bio-jet dapat dibuat dengan reaksi deoksigenasi katalitik minyak Reutealis trisperma (minyak kemiri sunan) tanpa penambahan apa pun baik hidrogen atau pelarut, menggunakan rasio mol Si/Al katalis Al-MCM-41 bervariasi dan katalis komersial MCM-41. Menurunnya rasio mol Si/Al pada katalis Al-MCM-41 dapat meningkatkan konversi dan selektivitas katalitik minyak kemiri sunan. Ukuran pori dan jumlah asam situs adalah faktor penting dalam meningkatkan reaktivitas deoksigenasi minyak kemiri sunan. Produk cairan hidrokarbon sebagian besar terdiri dari hidrokarbon jenuh yang menunjukkan bahwa reaksi dekarboksilasi adalah jalur reaksi yang dominan. Perbandingan molar Si/Al katalis merupakan parameter penting untuk meningkatkan keasaman dan memodifikasi lebar pori katalis Al-MCM-41.
Penulis: Hartati
Link:
Baca juga: Mekanisme Deoksigenasi Asam Oleat menjadi Hidrokarbon Green Diesel
