Waktu & Tempat : 16—17 Maret 2012,
Ruang PGN lt 2, Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia, Kampus UI Depok

Family Gathering Departemen Teknik Kimia 22 - 23 Oktober 2011

Seperti tahun-tahun sebelumnya, pada tahun 2011 Departemen Teknik Kimia FTUI kembali mengadakan family gathering sekaligus rapat kerja yang dilaksanakan pada 22 - 23 Oktober 2011 di Lembang, Bandung, Jawa Barat.

Acara ini di hadiri oleh  keluarga besar Departemen Teknik Kimia baik dosen maupun karyawan. Kalau pada tahun sebelumnya acara ini di adakan di tepi pantai Anyer, namun kali ini di adakan di daerah yang berhawa dingin.

Tempat penginapan yang naik-turun memang membuat lelah jika ingin menuju restoran dan tempat berkumpul. Akan tetapi pemandangan yang indah dan kesejukan udaranya yang nyaman membuat kelelahan itu tidak terasa.

Kegiatan ini sungguh meriah karena pada siang harinya para keluarga mengikuti permainan outbond. Permainan yang sangat disukai oleh anak-anak terutama ATV dan flying fox, walaupun untuk menuju ke lokasi outbond harus turun sampai  jarak 50 meter ke bawah. tapi semua berjalan dengan penuh semangat.

Dengan keterbatasan waktu yang ada, acara ini ditutup pada hari minggu siang oleh ketua Departemen Teknik Kimia Bapak Prof. Dr. Widodo WP. sekaligus makan siang dan foto bersama.

ABSTRAK

Nama : Praswasti Pembangun Dyah Kencana Wulan

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Reaksi Dekomposisi Metana Dengan Katalis Ni-Cu-Al untuk Produksi Carbon Nanotube : Kinetika Reaksi dan Pemodelan Reaktor

Penelitian ini bertujuan memproduksi hidrogen (H₂) dan carbon nanotube (CNT) secara simultan melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-AL. Secara garis besar, penelitian dibagi menjadi dua tujuan besar yaitu studi kinetika intrinsik dan pemodelan reaktor. Studi kinetika didekati dengan tiga cara. Model reaktor yang dibuat adalah reaktor pelat sejajar.

Studi kinetika dengan internal reaktor pelat sejajar menghasilkan kinetika non-intrinsik. Pelapisan katalis pada pelat sebanyak 4 kali tidak mempunyai pengaruh yang signifikan pada loading katalis. Hasil eksperimen diverifikasi menggunakan kriteria-kriteria limitasi tahanan massa dan panas (eksternal dan internal). Hasil verifikasi menunjukkan bahwa kinetika pelat sejajar tidak mampu mengatasi limitasi tahanan internal. Studi kinetika diperbaiki dengan internal reaktor berupa katalis serbuk. Studi kinetika serbuk menghasilkan kinetika intrinsik. Tetapi hasil ini tidak akurat karena deposisi karbon dihitung melalui neraca karbon terhadap waktu (pendekatan dinamik) padahal rata-rata 43,45% karbon hilang di akhir reaksi. Studi kinetika dilanjutkan menggunakan reaktor yang dilengkapi dengan microbalance. Kinetika model ini dapat mengukur pertambahan karbon sebagai fungsi waktu dan suhu pada tekanan atmosfer. Hasil penelitian sebelum deaktivasi menunjukkan bahwa tahap pembatas laju reaksi adalah tahap adsorpsi. Energi aktivasi yang diperoleh sebesar 67,76 kJ/mol dan faktor pre-eksponensial 5,15 x 10¹⁸. Model persamaan kinetika deaktivasi katalis mempunyai persamaan laju deaktivasi orde satu.

Reaktor katalis terstruktur pelat sejajar dimodelkan tiga dimensi (3D) kondisi stedi. Model 3 dimensi diselesaikan dengan program aplikasi computional fluid dynamics (CFD) yaitu COMSOL. Konversi metana dan yield hydrogen digunakan sebagai data validasi antara model dan data hasil eksperimen. Hasil simulasi mempunyai persentase kesalahan konversi total metana dan yield H2 berturut-turut 0,77% dan 2,38%. Validasi menunjukkan bahwa hasil model reaktor sesuai dengan data hasil percobaan laboratorium.

Kata kunci:

carbon nanotube; dekomposisi metana; hidrogen; kinetika reaksi; pemodelan reaktor

Nama : Tania Surya Utami

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Pengembangan Biofilter sebagai Alternatif Pereduksi Emisi Nitrogen Oksida melalui Pemanfaatan Kompos sebagai Medium Filter

Gas nitrogen oksida antara lain adalah NO, NO₂, dan N₂O mempunyai peranan penting dalam perubahan kimia pada lapisan ozon. Dinitrogen monoksida (N₂O) merupakan gas rumah kaca yang harus mendapat perhatian karena memiliki potensi pemanasan global yang besar. Biofiltrasi adalah proses pengolahan polutan gas di dalam suatu unggun medium, dan polutan akan mengalami degradasi oleh mikroorganisme. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem biofilter dalam mereduksi emisi gas buang N₂O melalui pemanfaatan kompos sebagai medium filter, dengan melakukan kajian pada parameter-parameter operasi biofilter serta penyusunan model biosorpsi dan biodegradasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari aspek karakteristik medium dan kinerja medium sebagai filter dalam mereduksi polutan gas N₂O, medium kompos berbasis kotoran kambing lebih baik daripada medium kompos berbasis kotoran sapi, dengan rata-rata efisiensi reduksi mencapai 65% dan stabil hingga 200 jam pada kedalaman medium 100 cm, laju alir gas N₂O 88 cm³/menit, dan kandungan air 60%. Proses biofiltrasi gas N₂O dengan medium kompos dapat dimodelkan dengan baik oleh model kinetika berbasis mekanisme Michaelis-Menten Adsorpsi, dengan parameter kinetika VMax, KM, dan KN₂O berturut-turut adalah 14,847 g/m³.jam ; 0,131 g/m³ ; 1,343 x 10^-3 m³/g.

Kata kunci: Biofilter, efisiensi reduksi, kompos, Michaelis-Menten, N₂O

ABSTRAK

Nama : Setiadi

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Reaksi Katalitik Aseton Menjadi Hidrokarbon Aromatik Menggunakan Katalis H-ZSM-5

Senyawa aseton dapat dipandang sebagai salah satu model senyawa organik turunan biomasa (renewable material). Senyawa aseton telah dapat dikonversi menjadi hidrokarbon aromatik menggunakan katalis H-ZSM-5 dengan variasi rasio Si/Al (25, 75 dan 100) dalam fixed bed reactor bertekanan atmosferik pada suhu diatas 350 ^oC. Didapatkan bahwa ketiga rasio H-ZSM-5 memiliki kemampuan shape selectivity yang tinggi untuk senyawa aromatik (yield >70%). Katalis H-ZSM-5 rasio Si/Al=25 mempunyai stabilitas yang tinggi dengan konversi 100% & yield > 70% selama 13 jam dengan WHSV aseton=4h^-1. Pengkajian teoritis dan hasil penelitian secara konsisten bisa dikaitkan dan mengarah kepada aldol kondensasi yang berlangsung secara cepat pada tahap awal reaksi. Reaksi aseton menjadi hidrokarbon aromatik ini diduga kuat berlangsung melalui reaksi aromatisasi dan siklisasi dari produk hasil reaksi aseton aldol kondensasi yang mengalami reaksi perengkahan pada katalis H-ZSM-5.

Kata kunci : Aseton, H-ZSM-5, hidrokarbon aromatik, konversi aseton

ABSTRAK

Nama : Abdul Hamid Budiman

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Pengembangan Katalis PtCo/C Kinerja Tinggi untuk Katoda Proton Exchange Membrane Fuel Cell: Studi Peningkatan Aktifitas dan Stabilitas dengan Perlakuan Nitrogen dan Karbon Monoksida

Katalis komersial tidak selalu mempunyai properti yang baik. Katalis ini masih memerlukan perlakuan sehingga dapat memberikan kinerja yang tinggi ketika diaplikasikan pada fuel cell. Metode yang sering digunakan untuk sintesa katalis PtCo/C adalah impregnasi logam pada Platina yang disangga Karbon diikuti proses paduan/alloying pada suhu tinggi. Perlakuan pada suhu tinggi akan menyebabkan aglomerasi sehingga katalis menjadi lebih besar ukurannya, akibatnya terjadi penurunan aktifitas.

Struktur core shell terdiri atas kulit/shell dari suatu atom yang mengelilingi inti/core dari jenis atom yang lain. Struktur ini dapat dicapai melalui proses aneling suhu tinggi, chemical leaching ataupun teknik deposisi elektrokimia. Namun demikian, semua metode tersebut mempunyai kelemahan antara lain berkurangnya luas aktif area, pembentukan shell logam nobel yang tidak lengkap dan memerlukan kontrol potensial selama preparasinya.

Distribusi atom dan alloying extent dari bimetal nanopartikel dapat mempengaruhi aktifitas katalis. Akhir-akhir ini aplikasi x-ray absorption spectroscopy (XAS) banyak digunakan pada bimetal nanopartikel. Namun demikian studi tentang distribusi atom ataupun alloying extent masih terbatas. Pemahaman teori tentang distribusi atom dan alloying extent masih sangat diperlukan.

Tujuan dari studi ini adalah untuk mempelajari peningkatan aktifitas dan stabilitas katalis komersial PtCo/C dengan perlakuan Nitrogen dan Karbon Monoksida untuk mempelajari efek ukuran partikel dan struktur katalis terhadap aktifitas dan stabilitasnya.

Metodologi yang digunakan meliputi perlakuan katalis komersial PtCo/C, karakterisasi fisik, karakterisasi kimia serta pengujian kinerja sel tunggal. Katalis dilakukan perlakuan dengan Nitrogen pada berbagai macam suhu untuk mengetahui efek ukuran partikel terhadap aktifitas dan stabilitasnya, serta perlakuan dengan Karbon Monoksida pada berbagai macam waktu untuk mengetahui efek struktur katalis terhadap aktifitas dan stabilitasnya. Karakteristik fisik yang dilakukan adalah x-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) dan XAS. Sedangkan karakterisiasi kimia yang dilakukan adalah cyclic voltammetry (CV) dan linear sweep voltammetry (LSV).

Analisa XRD yang dilakukan pada katalis PtCo/C dengan perlakuan Nitrogen menunjukkan bahwa ukuran partikel menjadi lebih besar dengan bertambahnya suhu perlakuan. Analisa TEM menggambarkan distribusi partikel yang merata dan sesuai dengan hasil XRD. Sedangkan, analisa elektrokimia menunjukkan voltammogram seperti Pt.

Untuk katalis PtCo/C dengan perlakuan Karbon Monoksida, analisa XRD menunjukkan bahwa adanya puncak kobal untuk katalis dengan perlakuan selama 5, 7, 10 dan 15 jam. Hal ini mengindikasikan adanya segregasi ke permukaan katalis. Analisa XAS memberikan hasil struktur Pt rich in core Co rich in shell untuk katalis dengan perlakuan selama 1, 3 dan 5 jam. Sebaliknya perlakuan selama 7, 10 dan 15 jam menghasilkan struktur Pt rich in shell Co rich in core. Dari analisa elektrokimia yang dilakukan, dihasilkan tidak adanya perubahan CV untuk katalis dengan perlakuan selama 1-5 jam, mengindikasikan adanya peningkatan aktifitas. Sebaliknya perlakuan selama 7-15 jam menunjukkan katalis bersifat kurang aktif. Pengujian stabilitas menunjukkan katalis dengan perlakuan 1-5 jam bersifat tidak stabil. Hal ini dikarenakan Pt yang terletak di core tidak mampu untuk melindungi Co yang berada di shell dari disolusi. Sebaliknya katalis dengan perlakuan selama 7-15 jam bersifat stabil, karena Pt yang terletak di shell mampu melindungi Co yang berada di core dari proses disolusi.

Pengujian kinerja sel tunggal menunjukkan bahwa katalis dengan perlakuan Karbon Monoksida selama 3 jam merupakan katalis yang mempunyai kinerja terbaik. Hal ini sesuai dengan aktifitas masa dan luas permukaan spesifik dari katalis dengan perlakuan Karbon Monoksida selama 3 jam, di mana katalis ini mempunyai aktifitas paling baik terhadap reaksi reduksi oksigen. Terlihat bahwa terjadi peningkatan power densitas sebesar 20,49 %, di mana katalis PtCo/C komersial mempunyai power density 88,33 mW/cm² dan katalis PtCo/C dengan perlakuan Karbon Monoksida selama 3 jam mempunyai power density 108,82 mW/cm².

Kata kunci : perlakuan katalis, core shell, distribusi atom, alloying extent, segregasi permukaan, aktifitas, stabilitas