Sumber energi alternatif yang efektif sebagai pengganti bahan bakar berbasis fosil telah menjadi bidang utama penelitian untuk pengembangan energi yang berkelanjutan. Tidak dapat dipungkiri bahwa telah terjadi penurunan cadangan bahan bakar fosil sebagai primadona bahan bakar selama ini, yang memaksa pengembangan sumber energi baru harus memenuhi persyaratan baik dari aspek terbarukan (renewable) dan aspek ekologis. Dalam kedua aspek ini hidrogen (H2) adalah salah satu sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan yang paling menjanjikan. Selain dapat dipakai untuk memproduksi panas melalui pembakaran karena memiliki nilai kalor yang tinggi (142 kJ/g), hidrogen juga dapat dipakai dalam mengaktifkan sel bahan bakar (fuel cell) untuk menghasilkan energi listrik tanpa gas emisi yang beracun. Berbagai penerapan gas hidrogen pada sel bahan bakar menjadi pemicu bagi penemuan sumber baru dan metode memproduksi hidrogen. Bahan hidrokarbon dapat diperoleh dari gasifikasi batubara, steam reforming gas alam atau dari reformasi biogas yang dapat diperoleh dari reaksi pembusukan biomassa sampah organik ataupun kotoran dari ternak. Tantangan para peneliti adalah bagaimana agar dapat menghasilkan sumber hidrogen ekologi dan terbarukan yang baru melalui proses reformasi biogas yang dengan kandungan utama CH4 dan CO2 dari sumber terbarukan biomassa. Penelitian ini merupakan kontribusi untuk pengembangan teknologi non termal plasma berbasis gliding arc discharge dalam memproduksi gas sintetik dengan kandungan utama (kaya) hidrogen (H2) dari campuran gas model hidrokarbon metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Proses non termal ini diharapkan dapat menjadi alternatif proses produksi hidrogen dengan energi yang lebih rendah dari proses steam reforming atau coal gasification yang dikenal secara umum sebagai proses termal pembentukan hidrogen. Tahap pertama penelitian ini berfokus pada pengembangan sistem non termal plasma berbasis gliding arc discharge (GAD) yang dapat dibangkitkan pada tekanan atmosferik yang disertai dengan pengukuran karakteristik dari jenis plasma tersebut. Jenis plasma gliding arc menjadi jenis plasma yang pertama untuk dikembangkan di Universitas Bina Nusantara dan dipilih karena memiliki luas permukaan plasma hingga lima kali lipat dari luas permukaan jenis plasma jet. Dengan luas permukaan plasma yang lebih besar diharapkan memiliki kontak yang lebih baik dengan gas umpan dari biomassa. Untuk mengetahui performansi dari sistem plasma dingin gliding arc discharge, akan dilakukan percobaan reaksi langsung plasma dingin GAD dengan gas kerja helium atau argon dengan campuran gas metana dan karbon dioksida dengan beberapa komposisi rasio dari kedua reaktan tersebut untuk mendapatkan gas sintetik dengan kandungan hidrogen paling besar. Tahap kedua penelitian ini dilanjutkan dengan pembuatan desain reaktor uji yang akan digunakan sebagai tempat untuk mereaksikan plasma gliding arc dengan umpan gas biomasa. Pada tahapan ini juga diinvestigasi parameter pengaruh inklusi gas oksigen, pengaruh penambahan katalis untuk memperoleh laju konversi metana dan laju pembentukan hidrogen yang paling besar seperti yang diinginkan. Percobaan perlakuan dengan pengubahan beberapa variabel sistem plasma dingin seperti besaran voltase dan jarak antar elektroda pada reaktor tersebut juga dilakukan untuk meningkatkan efisiensi pembentukan gas hidrogen. Tingkat kesiapterapan teknologi (TKT) yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah pada tingkat 4 atau 5 dengan harapan prototipe sistem produk yang dihasilkan sudah melalui tahapan pengujian dan validasi hasil pada lingkungan Laboratorium Universitas Bina Nusantara.

gliding arc discharge; plasma tekanan atmosferik; konversi metana; hidrogen; biomassa.

• Ir. Sigit Wijaksono, M.Si, IPM

• Ir. Tota Pirdo Kasih, S.T., M.Eng., Ph.D, IPM