Lisa Adhani, mahasiswa program doktor Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUI), baru saja menyelesaikan studi doktornya dengan IPK 3,50 dan predikat Memuaskan. Lisa kini menjadi Doktor ke-76 dari Departemen Teknik Kimia dan Doktor ke-567 di FTUI. Penelitian doktornya berfokus pada rekayasa pengembangan katalis Fe-Co/ZSM-5 dengan struktur hierarki dan hidrofob untuk proses desulfurisasi oksidatif (ODS) dalam n-Heksadekan yang lebih ramah lingkungan.
Emisi gas dari pembakaran bahan bakar adalah salah satu penyebab utama pencemaran udara, di mana sulfur menjadi elemen yang berperan signifikan dalam merusak lingkungan. Untuk mengatasi permasalahan ini, metode desulfurisasi oksidatif atau Oxidative Desulfurization (ODS) telah terbukti mampu menghilangkan sulfur dari bahan bakar hingga tingkat yang sangat rendah dengan kondisi operasi yang lebih ringan. Namun, hingga saat ini, tantangan dalam meningkatkan efektivitas ODS masih berfokus pada pemilihan katalis yang tepat.
Dalam penelitiannya, Lisa berhasil mengembangkan katalis dengan sebaran pori hierarki yang didominasi oleh pori meso melalui metode top-down dealuminasi dan impregnasi Fe-Co. Hasil dari rekayasa ini adalah katalis seperti Fe-Co/LZ-H, Fe-Co(5)/ZSM-5Hierarchy, dan Fe-Co(15)/ZSM-5Hierarchy dengan nilai faktor hierarki (HF) masing-masing sebesar 0.05, 0.08, dan 0.14. “Keberhasilan dalam menciptakan struktur pori hirarki ini merupakan langkah penting dalam meningkatkan efisiensi katalis dalam proses ODS,” ujar Lisa Adhani.
Struktur katalis yang direkayasa menunjukkan kesamaan dengan tipe zeolit FER untuk Fe-Co/LZ-H dan Fe-Co(5)/ZSM-5Hierarchy, sementara Fe-Co(15)/ZSM-SHierarchy cocok dengan tipe MEL. Struktur tipe FER terbukti lebih efektif dalam proses ODS karena memiliki luas permukaan yang lebih besar, jari-jari pori yang optimal, dan volume mesopore yang besar serta hidrofob. “Struktur ini sangat efektif dalam mengatasi hambatan sterik dan bifasik, yang merupakan tantangan utama dalam proses desulfurisasi,” kata Lisa. Sifat hidrofobik katalis juga ditunjukkan dengan sudut kontak air sebesar 115°, yang memastikan interaksi kuat antara permukaan katalis dan senyawa DBT, memudahkan difusi DBT ke dalam pori katalis.
Mekanisme reaksi juga dianalisis menggunakan perangkat lunak Gaussian09 dengan perspektif teori fungsional kerapatan. Hasil analisis menunjukkan bahwa reaksi bersifat eksoterm, memungkinkan reaksi untuk melewati tahap transisi dengan cepat dan meningkatkan efektivitas katalis. Lisa menjelaskan, “Analisis ini membantu memahami bahwa reaksi dalam katalis yang direkayasa memiliki profil energi yang mendukung efisiensi tinggi.”
Simulasi difusivitas DBT dalam n-heksadekan pada katalis menunjukkan nilai Difusivitas Efektif (Deff) yang signifikan, yaitu 1.65E-05 cm².det-1 untuk Fe-Co/LZ-H dan 1.04E-05 cm²/det untuk Fe-Co(15)/ZSM-5Hierarchy. Nilai ini mengindikasikan bahwa rekayasa katalis dapat memperbesar transport massa reaktan ke permukaan katalis, sehingga berhasil mengatasi hambatan sterik dan bifasik. Nilai Difusivitas Knudsen (Dk) untuk berbagai katalis menunjukkan bahwa proses difusi dalam sistem dikendalikan oleh transportasi dalam mesopori, dengan nilai Dk yang lebih besar dari Deff.
Keberhasilan penelitian Lisa diharapkan memberi kontribusi signifikan bagi perkembangan teknologi desulfurisasi yang lebih ramah lingkungan. “Katalis yang dikembangkan tidak hanya efektif dalam menghilangkan sulfur dari bahan bakar, tetapi juga memungkinkan proses desulfurisasi yang lebih hemat energi dan biaya,” kata Plh. Dekan Fakultas Teknik UI, Prof. Ir. Mahmud Sudibandriyo, M.Sc., Ph.D. “Penemuan ini memiliki potensi besar untuk diterapkan dalam industri bahan bakar, mengurangi emisi sulfur, dan membantu menciptakan lingkungan yang lebih bersih dan sehat,” tambahnya.
Hasil penelitian ini dipresentasikan dalam sidang terbuka promosi doktor yang dilaksanakan pada 3 September 2024, di mana sidang dipimpin oleh Prof. Ir. Mahmud Sudibandriyo, M.Sc., Ph.D., sebagai Ketua Sidang, dengan Prof. Dr. Ir. Mohammad Nasikin, M.Eng. sebagai promotor dan Dr. Bambang Heru Susanto, S.T., M.T. sebagai kopromotor. Adapun dewan penguji sidang terdiri dari sejumlah ahli, termasuk Prof. Dr. Ir. Setijo Bismo, DEA., Dr. Ir. Setiadi, M.Eng., Dr. Ir. Sukirno, M.Eng., Muhammad Ibadurrohman, S.T., M.T., Ph.D., dan Prof. Dr. Yenny Meliana, M.Si. dari Pusat Riset Kimia Maju – BRIN, Serpong.
Dengan hasil pencapaiannya, Lisa Adhani telah memberikan kontribusi dalam pengembangan katalis desulfurisasi sekaligus memberikan solusi aplikatif bagi tantangan lingkungan global yang semakin mendesak. Pencapaian ini diharapkan menjadi inspirasi bagi para peneliti dan mahasiswa di bidang teknik kimia untuk terus mengeksplorasi dan mengembangkan teknologi yang bermanfaat bagi keberlanjutan lingkungan dan kemajuan industri.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
