Ilmuwan Rusia Sederhanakan Konversi CO2 Menjadi Karbon Monoksida Menggunakan Nitrogen
KALBARNEWS.CO.ID (RUSIA) - Proses pengubahan CO2 menjadi karbon monoksida dengan bantuan gas terionisasi (plasma) dapat menjadi lebih efisien karena aliran nitrogen pada suhu kamar diarahkan ke outlet reaktor plasmatik.
Aliran ini dengan cepat mendinginkan produk reaksi dan tidak memungkinkan terjadinya konversi kembali karbon monoksida menjadi karbon dioksida. Para ilmuwan dari Institut Fisika Terapan AV Gaponov-Grekhov dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia (RAS) sampai pada kesimpulan tersebut berdasarkan hasil penelitian mereka yang dipublikasikan di Jurnal Pemanfaatan CO2. 01.06.2024.
Salah satu metode pembuangan CO2 yang paling efisien adalah konversinya menjadi karbon monoksida, yang dapat digunakan sebagai bahan baku produksi senyawa organik termasuk eter dan alkohol. Dalam hal ini, karbon monoksida diurai dengan bantuan muatan listrik frekuensi ultra tinggi (UHF): Gelombang UHF mentransfer energi ke atom gas, yang mengakibatkan “merobek” partikel bermuatan, oleh karena itu, atom menjadi ion – ini disebut keadaan plasma.
Setelah beberapa kali tumbukan dengan elektron dan partikel tereksitasi lainnya, molekul CO2 terurai dan berubah menjadi karbon monoksida dan oksigen.
Metode ini cukup sederhana, namun memiliki efisiensi yang relatif rendah: sebagian molekul karbon monoksida yang terbentuk dalam plasma diubah kembali menjadi karbon dioksida.
Alasannya adalah konversi karbon dioksida menjadi karbon monoksida yang paling efisien terjadi pada suhu 5.700 hingga 6.000 derajat Celcius, yang hanya dicapai di zona muatan UHF. Dengan semakin jauhnya jarak dari zona tersebut, suhu menurun secara bertahap, dan ketika mencapai 1.700-2.000 derajat Celcius, kondisi ideal tercipta untuk konversi kembali menjadi karbon dioksida.
Para ilmuwan dari Institut Fisika Terapan RAS mengatasi masalah ini dengan pendinginan plasma yang sangat cepat, ketika kisaran suhu 1.700-2.000 derajat Celcius secara harfiah “melewati masa lalu”.
Penulis penelitian merancang reaktor, di mana dengan bantuan generator radiasi UHF (gyrotron) plasma dibuat dalam aliran karbon dioksida di bawah tekanan atmosfer: dalam plasma tersebut karbon dioksida terurai menjadi karbon monoksida dan oksigen.
Pada saat yang sama, para peneliti menempatkan tabung ke outlet zona plasma yang memasok gas pendingin suhu kamar – nitrogen. Memasok nitrogen yang didinginkan untuk melawan aliran gas panas memungkinkan untuk melewati tahap secara instan ketika suhu gas 1.700–2.000 derajat Celcius, dan dengan demikian mencegah konversi kembali karbon monoksida menjadi karbon dioksida.
Uji kimia terhadap gas yang keluar menunjukkan bahwa tanpa pendinginan, hanya 7% massa CO2 yang diubah menjadi karbon monoksida, sedangkan dengan adanya aliran nitrogen yang kuat (4,5 l per menit), efisiensi konversi meningkat hingga 24%. Ketika nitrogen diganti dengan campuran gas dingin yang keluar dari ruangan setelah reaksi, efisiensi konversi mencapai 23,4%. Metode las ini memungkinkan untuk menerima produk reaksi – karbon monoksida dan oksigen – bebas dari benda asing.
“Metode kami akan memungkinkan produksi karbon monoksida tanpa limbah dari karbon dioksida, karena gas buang mungkin terlibat dalam proses tersebut. Reaktor seperti yang kami rancang akan meningkatkan efisiensi pemrosesan dan penggunaan gas rumah kaca, yang sangat dibutuhkan dalam hal menangkal akumulasi gas rumah kaca di atmosfer”, Yayasan Sains Rusia mengutip Dmitry Mansfeld, yang ketua kelompok penelitian, Calon Ilmu Fisika dan Matematika. (tim Liputan)
Editor : Aan
