Credit: Alexandru Nika/Shutterstock
Cara baru untuk menyempurnakan biodiesel sehingga bekerja di mesin diesel diesel standar dapat membantu memperluas penggunaan bahan bakar terbarukan, menurut para ilmuwan.
Biodiesel yang terbuat dari bahan tanaman bisa menghadirkan alternatif yang lebih ramah lingkungan terhadap diesel yang berasal dari bahan bakar fosil, atau petrodiesel, yang saat ini digunakan. Di Uni Eropa (UE), diesel komersial sudah harus mengandung setidaknya 7 persen biodiesel.
Tapi susunan molekul bahan bakar ini berarti mendidih pada suhu yang berbeda dari petrodiesel, yang berarti hanya mesin yang dirancang khusus yang dapat berjalan dengan biodiesel murni atau campuran yang mengandung bahan bakar dalam jumlah besar. [Top 10 Emerging Environmental Technologies]
Sekarang, para ilmuwan di Jerman telah menemukan cara untuk mengubah bahan kimia yang berasal dari tumbuhan menjadi biodiesel yang memenuhi karakteristik mendidih yang disyaratkan oleh standar EN 590, yang ditetapkan oleh European Committee for Standardization, untuk diesel komersial yang dijual di UE.
Lukas Gooßen, seorang profesor kimia organik di Ruhr-Universität Bochum yang memimpin penelitian tersebut, mengatakan bahwa motivasinya datang saat melakukan perjalanan ke pabrik biodiesel di Rwanda beberapa tahun yang lalu. Masalahnya, katanya, adalah bahwa hanya satu bus saja yang telah dikonversi menjadi bahan bakar karena kekurangan dana.
“Jika Anda menggunakan biofuel, Anda memerlukan infrastruktur yang ada yang dapat Anda sentuh,” katanya kepada Live Science. “Ada lagi yang tidak terjangkau oleh kebanyakan negara dan masyarakat, ini harus menjadi titik awal.”
Alasan biodiesel konvensional tidak bekerja pada mesin diesel standar adalah sekitar 95 persen molekul penyusunnya memiliki panjang yang sama dan, oleh karena itu, mendidih pada suhu yang kira-kira sama.
Sebaliknya, petrodiesel terdiri dari campuran hidrokarbon dengan panjang dan struktur berbeda yang mendidih pada suhu yang berbeda, memberi petrodiesel rentang didih yang jauh lebih luas. Yang penting, ini adalah karakteristik mendidih yang dirancang oleh mobil modern.
“Semua mesin dibuat khusus agar sesuai dengan bahan bakar ini,” kata Gooßen. “Mesin diesel dan diesel diesel berkembang bersama.”
Ada proses yang ada yang dapat mengubah minyak nabati menjadi biofuel yang sesuai untuk digunakan pada mesin diesel standar, namun sebagian besar bahan bakar dibakar untuk melakukan pemurnian. Gooßen dan rekan-rekannya memutuskan untuk menemukan cara untuk memanfaatkan katalis – zat yang mempercepat reaksi kimia – melakukan hal yang sama pada suhu rendah, dengan menggunakan sedikit energi.
Dalam sebuah makalah yang dipublikasikan secara online hari ini (16 Juni) di jurnal Science Advances, mereka melaporkan bahwa dengan menggunakan kombinasi tiga katalis, mereka dapat memadukan metil ester minyak rapeseed (RME) – bahan baku umum untuk membuat biofuel – dan etilen menjadi Bahan bakar dengan profil mendidih yang sama dengan petrodiesel. Etilena adalah hidrokarbon yang melimpah yang bisa dihasilkan dari ethanol atau shale yang berasal dari tanaman.
Untuk mendemonstrasikan potensinya sebagai bahan bakar motor, para peneliti membangun sebuah model mobil diesel dan menggunakan biodiesel untuk menggerakkannya. Bahan bakar masih jauh dari komersialisasi; Biaya batch pertama lebih dari $ 1.125 per liter untuk diproduksi. [Hyperloop, Jetpacks & Lainnya: 9 Gagasan Transit Futuristik]
Masalah utama dengan proses saat ini adalah penggunaan katalis mahal dan berumur pendek yang bertujuan menghasilkan sejumlah kecil produk kimia bernilai tinggi, kata Gooßen. Menemukan alternatif yang lebih murah dan lebih kokoh yang sesuai untuk produksi komersial akan menjadi tantangan besar, tambahnya, karena akan merancang proses industri throughput yang efektif.
Tapi Gooßen mengatakan salah satu penghalang terbesar untuk penggunaan biodiesel yang lebih luas adalah ketidakcocokannya dengan mesin standar. Namun studi barunya menunjukkan bahwa tantangan ini bisa diatasi.
“Titik didih ini tampaknya merupakan rintangan yang sangat tidak dapat diatasi,” katanya. “Sekarang, kita berkata, ‘Bagaimana kita bisa membuat katalisator yang melakukan ini lebih murah?’ Yang merupakan pertanyaan yang sama sekali berbeda untuk, ‘Bagaimana kita bisa berasal dari biodiesel untuk sesuatu yang bisa kita masukkan ke dalam mobil?’ “
Ada kebutuhan mendesak untuk menemukan bahan bakar berkelanjutan yang merupakan “pengganti pengganti” untuk bahan bakar fosil saat ini, kata Duncan Wass, seorang profesor katalisis di University of Bristol di Inggris.
Dengan menggunakan penambahan yang murah dan melimpah seperti etilena untuk mengubah biofuel masuk akal, katanya, namun dia setuju dengan penulis penelitian bahwa katalis saat ini tidak sesuai untuk tujuan itu dan bahwa menemukan penggantian yang tepat akan sulit dilakukan.
“Saya akan sulit menemukan katalis heterogen sederhana, murah, berumur panjang, yang bisa mencapai hasil yang sama dengan sistem yang sangat canggih ini,” Wass mengatakan kepada Live Science.
Masih terlalu dini untuk memberi label teknologi sebagai “berkelanjutan,” tambahnya, sampai analisis siklus hidup penuh atas proses dan produk dilakukan.
