Pendekatan Praktis Untuk Konversi CO2
Mengubah karbon dioksida untuk sintesis metanol melalui jembatan karbonat lebih hemat energi.
Para peneliti di Universitas Tianjin di Cina telah mengembangkan
jalur sintesis dua langkah yang hemat energi untuk konversi CO2
menjadi metanol dan etilena glikol, membuka jalan bagi produksi metanol
industri yang lebih hijau, dan pembentukan siklus karbon buatan.
Metanol diproduksi dalam jumlah besar secara global sebagai
bahan baku kimia industri untuk produksi segala sesuatu mulai dari plastik dan
cat hingga suku cadang mobil dan bahan konstruksi. Ini juga digunakan sebagai
bahan bakar dan merupakan pembawa hidrogen yang stabil dan efisien yang dapat
membentuk bagian penting dari ekonomi hidrogen di masa depan.
Konversi hijau CO2 dan hidrogen menjadi metanol
dianggap sebagai rute teknologi penting untuk mencapai siklus karbon buatan
skala besar. Xinbin Ma, seorang profesor teknik kimia di Universitas Tianjin,
telah memimpin tim yang mencari cara untuk mengoptimalkan proses konversi
dengan fokus pada penggunaan CO2 yang ditangkap secara efisien.
“Methanol merupakan bahan baku penting yang menyumbang
sekitar 30% dari bahan baku industri global, dan juga bahan bakar cair dengan
kandungan hidrogen tertinggi per unit volume,” kata Ma. Pada tahun 2005, George
Olah mengusulkan gagasan 'ekonomi metanol' berdasarkan siklus CO2, di mana
konversi CO2 menjadi metanol adalah titik masuknya. “Ini adalah
salah satu teknologi utama untuk mengurangi emisi karbon dan mencapai
penyimpanan sumber daya hidrogen dan karbon pada saat yang bersamaan.”
Berdasarkan keahlian mereka dalam konversi sumber daya satu
karbon (C1), tim Ma kini membuat terobosan penting dalam hidrogenasi CO2
reaksi kimia dengan penambahan hidrogen― ke teknologi metanol.
“Hidrogenasi langsung CO2 menjadi metanol
dibatasi oleh kesetimbangan termodinamika, menghasilkan tingkat konversi yang
rendah,” kata Ma. “Ide kami adalah untuk memecah keseimbangan reaksi dengan
mengubah jalur reaksi, yaitu menggunakan reaksi yang efisien untuk mengaktifkan
dan memperbaiki CO2 menjadi produk antara, dan kemudian hidrogenasi
dan mendapatkan produk akhir.”
Dalam penelitian terbaru tim1, mereka telah mencapai ini
dengan mereaksikan CO2 dengan etilen oksida untuk mensintesis ethylene
carbonate (EC) sebagai langkah pertama, dan kemudian menghidrogenasi EC melalui
katalis tembaga yang dimodifikasi nikel untuk menghasilkan metanol serta
etilena glikol yang lain bahan baku kimia yang serbaguna dan penting.
“Katalis berbasis tembaga non-homogen ini telah berhasil
diterapkan dalam uji percontohan 1.000 ton, mencapai operasi yang stabil dengan
selektivitas metanol tertinggi yang dilaporkan hingga saat ini untuk sintesis
ini, lebih dari 93%2,” kata Ma.
Menurut Ma, produksi bersama etilen glikol juga membuat
pendekatan ini sangat layak dalam hal ekonomi siklus hidup penuh, dengan biaya
produksi percontohan sudah sebanding dengan harga pasar saat ini untuk produk
metanol dan etilen glikol.
“Pengembangan teknologi konversi CO2 yang efisien
seperti sintesis metanol dua langkah kami akan mengurangi konsumsi energi untuk
sintesis metanol dan berkontribusi pada pencapaian netralitas karbon sebagai
teknologi penangkapan dan penggunaan karbon utama,” kata Ma.
References
Yang, Y., et al. Chinese Journal of Chemical Engineering 43,
77-85 (2022).
Fayisa B.,et al. Ind. Eng. Chem. Res. 2022, 61(29),
10319–10335
.jpg)
No comments