METANOL SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF DARI MINYAK BUMI

Oleh : Ivan Bontor Banadotama (41618010047)

  Abstraksi :

Pada saat ini jumlah kendaraan bermotor di Indonesia sudah sangat banyak sehingga menimbulkan masalah dalam pengadaan bahan bakar, karena sebagian harus dibeli dari luar negeri. Di samping itu juga terdapat kecenderungan dan tekanan internasional untuk menggunakan bahan bakar yang lebih ramah lingkungan dan dapat diperbaharui. Penggunaan metanol sebagai bahan bakar alternatif memiliki prospek yang baik bila dapat direalisasikan di Indonesia, karena cukup banyak bahan mentah dan bahan baku yang tersedia di dalam negeri. Namun demikian hingga saat ini penggunaannya belum direkomendasikan oleh banyak pihak, karena masih terdapat keraguan akan dampak negatif yang ditimbulkannya terhadap kinerja mesin, gas buang yang dihasilkan, kerusakan komponen mesin dan sebagainya. Oleh karena itu perlu dilakukan berbagai riset untuk mempelajari efek penggunaan methanol ini. Kata Kunci : Minyak bumi dan metanol Apa sih methanol itu? Metanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada "keadaan atmosfer" ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Metanol digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri. Metanol kadang juga disebut sebagai wood alcohol karena ia dahulu merupakan produk samping dari distilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkan melului proses multi tahap. Secara singkat, gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida; kemudian, gas hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuankatalis untuk menghasilkan metanol. Tahap pembentukannya adalah endotermik dan tahap sintesisnya adalah eksotermik. Kegunaan : a.         Methanol sebagai bahan bakar Methanol adalah bahan bakar yang ramah lingkungan, pembakaran methanol jika dibakar akan menghasilkan karbon dioksida dan air. Metanol bisa digunakan sebagai sebuah aditif petrol untuk meningkatkan pembakaran, atau kegunaannya sebagai sebuah bahan bakar independen (sekarang sementara diteliti). Kandungan metanol dalam BBM tidaklah dapat melewati 15 % untuk campuran homogen tanpa menggunakan zat-zat tambahan (Fitrayadi, 2008).. Hal ini karena produk alkana bersifat nonpolar sedangkan metanol bersifat polar sehingga kelarutan metanol adalah rendah dalam senyawa alkana (Tim Dosen Kimia Dasar, 2009). Kandungan metanol paling irit dimana bahan bakar menghasilkan karbonmonoksida paling sedikit dengan kandungan air seminimal mungkin adalah pada konsentrasi 5 %. Semakin rendah kadar metanol dalam BBM, maka gas buangan karbonmonoksida semakin besar tetapi kandungan airnya semakin kecil. Sebaliknya, semakin tinggi kadar metanol dalam BBM, maka gas buangan karbonmonoksida semakin kecil tetapi kandungan airnya semakin besar . Pembakaran semakin sempurna dengan bertambah pendeknya rantai karbon. Dengan mencampurkan metanol ke dalam bahan bakar minyak, maka akan meningkatkan bilangan oktan dari bahan bakar minyak tersebut. Bahan aditif yang dapat ditambahkan dengan metanol agar kelarutannya dalam BBM semakin tinggi antara lain yang terbaik adalah sabun atau detergen (Zenta, 2009). b.         Methanol Sebagai Bahan Dasar Formalin Formalin, adalah sebutan dari senyawa kimia formaldehida (juga disebut metanal), merupakan aldehida berbentuknya gas dengan rumus kimia H2CO. Formaldehida bisa dihasilkan dari pembakaran bahan yang mengandung karbon. Terkandung dalam asap pada kebakaran hutan, knalpot mobil, dan asap tembakau. Dalam atmosfer bumi, formaldehida dihasilkan dari aksi cahaya matahari dan oksigen terhadap metana dan hidrokarbon lain yang ada di atmosfer. Formaldehida dalam kadar kecil sekali juga dihasilkan sebagai metabolit kebanyakan organisme, termasuk manusia. Secara industri, formaldehida dibuat dari oksidasi katalitik metanol. Katalis yang paling sering dipakai adalah logam perak atau campuran oksida besi dan molibdenum serta vanadium. Dalam sistem oksida besi yang lebih sering dipakai (proses Formox), reaksi metanol dan oksigen terjadi pada 250 °C dan menghasilkan formaldehida, berdasarkan persamaan kimia : 2CH3OH + O2 → 2H2CO + 2H2O. Formaldehida dapat digunakan untuk membasmi sebagian besar bakteri, sehingga sering digunakan sebagai disinfektan dan juga sebagai bahan pengawet. Sebagai disinfektan, Formaldehida dikenal dengan nama formalin dan dimanfaatkan sebagai pembersih; lantai, kapal, gudang dan pakaian. Pengembangan : 1.            Kendaraan Fuel Cell Di negara-negara maju, fuel cell telah berkembang secara pesat. Saat ini, penelitian dan pengembangan proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) sedang diarahkan sebagai mesin kendaraan bermotor. Beberapa produsen mobil seperti BMW, Nissan, Toyota, Ford, Daimler Chrysler, dan Mazda telah berhasil membuat prototip mobil listrik yang disebut Fuel Cell Vehicles (FCVs) dengan bahan bakar metanol. Mesin mobil prototip ini umumnya masih menggunakan metanol secara tidak langsung karena masih memakai reformer untuk merubah metanol menjadi hidrogen murni. Pada sistem ini reformer menjadi masalah oleh karena itu mulai dikembangkan direct methanol fuel cell (DMFC) tanpa adanya reformer. Mesin mobil DMFC tinggal menunggu penyempurnaan secara teknik maupun ekonomi sebelum diluncurkan ke pasaran. Penjualan kendaraan fuel cell akan membuka secara luas pasar metanol di dunia, diperkirakan peningkatan kebutuhan metanol sampai dengan tahun 2020 sebesar 34,175 milyar gallon atau 3 kali produksi metanol saat ini 12,5 milyar galon. Ini akan merupakan peluang bisnis yang sangat menjanjikan bagi negara-negara produsen metanol. Indonesia sebagai salah satu produsen metanol dengan kapasitas produksi 330 juta galon per tahun, dapat memanfaatkan kesempatan ini untuk menambah kapasitas produksi dan volume penjualan. 2.         Direct Metanol Fuel Cell (DMFC) DMFC merupakan fuel cell jenis proton exchange membrane (PEM) yang merubah secara langsung metanol menjadi energi listrik melalui suatu proses kimia. Prinsip kerja DMFC adalah metanol dan air bereaksi pada anoda menghasilkan karbon dioksida, proton, dan elektron. Selanjutnya proton bermigrasi melalui elektrolit polimer (misal Nafion) menuju katoda kemudian bereaksi dengan oksigen dari udara menghasilkan air. Pada umumnya DMFC beroperasi pada temperatur sekitar 80 C dengan efisiensi antara 40 – 50 %. Sampai saat ini masih ada berbagai kelemahan pengunaan DMFC baik dari segi biaya produksi maupun dari segi teknik. Berdasarkan data tahun 1999 biaya pembangkitan listrik DMFC per 1 kW masih sekitar 550 USD. Ongkos produksi yang tinggi ini terus ditekan agar mencapai harga 50 USD atau kurang dari nilai tersebut sehingga cukup kompetitif dengan mesin pembakaran internal (internal combustion engine ICE). Diharapkan pada kurun waktu antara tahun 2000 – 2003 akan dapat dicapai nilai 50 USD/ kW. Kelemahan teknis yang masih menjadi kendala ialah adanya metanol yang melintas melalui polimer elektrolit menuju katoda. Hal ini secara langsung akan menurunkan efisiensi dan unjuk kerja DMFC. Untuk mereduksi kelemahan teknis itu, saat ini sedang difokuskan penelitian dan pengembangan untuk mendapatkan bahan penghalang yang lebih maju untuk membendung metanol yang melintas. 3.         Mobil Fuel Cell Mobil Fuel cell atau Fuel Cell Vehicles FCVs, merupakan kendaraan bermotor dengan mesin penggerak fuel cell. Dalam pengembangannya FCVs diarahkan pada kendaraan bermotor dengan bahan bakar metanol atau Methanol Fuel Cell Vehicles MFCVs. Sasaran utama pengembangan ini adalah pada penggunaan mesin berteknologi DMFC. Kendaraan bermotor dengan mesin penggerak direct methanol fuel cell (DMFC) ini disebut Direct Methanol Fuel Cell Vehicles, DMFCVs. Ada banyak keuntungan dari penggunaan teknologi fuel cell untuk kendaraan bermotor, antara lain ramah lingkungan, bersih, lebih aman, dan resiko yang relatif kecil. FCVs sangat kecil melepaskan COx dan NOx ke lingkugan dan mempunyai resiko kebakaran yang cukup kecil dibandingkan dengan mobil mesin bakar internal ICE (internal combustion engine). Satu hal yang cukup mengesankan adalah unjuk kerja FCVs sangat baik saat berjalan dan berhenti. Hal ini tidak dimiliki oleh mobil dengan sistem mesin konvensional ICE. Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Argonne National Laboratory diperkirakan bahwa mobil fuel cell mempunyai efisiensi energi 2,1 -2,6 kali lebih besar dari mobil ICE sedangkan data menurut The Pembina Institute diperkirakan 1,76 kali lebih besar dari sistem ICE . MFCVs merupakan mobil masa depan yang sangat menjanjikan dengan berbagai keunggulan dibanding dengan mobil konvensional ICE. Mobil fuel cell mempunyai efisiensi energi antara 2,1 – 2,6 kali lebih besar dari mobil ICE. Dari hasil penelitian California Air Resources Board (CARB) mobil ini sangat ramah lingkungan karena sangat sedikit melepaskan gas karbon oksida, NMOG (non methane organic gases) dan NOx ke lingkungan. Dampak bagi kesehatan : Keracunan alkohol merupakan akibat dari ketidaktahuan masyarakat akan dampak dari mencampur bermacam-macam zat kedalam minuman keras terutama yang telah menimbulkan korban adalah zat metanol. Sejarahnya alkohol merupakan minuman yang cukup aman di konsumsi hingga suatu saat orang mencoba memasukkan berbagai macam zat ke alkohol untuk menimbulkan rasa tersendiri. Efek dari mengkonsumsi metanol diantaranya hilangnya penglihatan dan asidosis metabolik. Bila mengkonsumsi berlebih bahkan menyebabkan kematian. Metanol bagi tubuh sebenarnya tidak berefek namun hasil konversi dari metanol, yaitu asam format, yang menurut penelitian merupakan zat yang bertanggung jawab atas gejala pada keracunan metanol. Asam format terbentuk dari metabolisme formaldehid yang berikatan dengan aldehid dehidrogenase, dimana formaldehid terbentuk dari proses oksidasi metanol dengan enzim alkohol dehidrogenase. Asam format secara lambat akan diubah oleh asam folat menjadi air dan karbondioksida sehingga akumulasi ke dalam tubuh lebih cepat daripada konversi tersebut. Efek terhadap lingkungan dan mesin : Metanol telah digunakan sebagai bahan bakar alternatif kendaraan bermotor melalui peraturan pemerintah Tiongkok. Hal ini karena di negara ini metanol telah diteliti, diuji coba dan menunjukkan prospek yang baik untuk digunakan sebagai bahan bakar alternatif, baik dengan pencampuran menggunakan bio products untuk menghasilkan bio-fuel atau dengan pencampuran menggunakan bensin. Metanol sebenarnya merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dapat mengatasi masalah pencemaran lingkungan dan diversifikasi bahan bakar. Metanol memiliki kemampuan untuk dapat diatomisasi, diinjeksi, dicampur serta memiliki kandungan oksigen yang cukup tinggi. Kandungan oksigen ini diperlukan sebagai syarat terjadinya proses oksidasi bahan bakar di ruang bakar, sehingga dapat meningkatkan efisiensi termal dan menurunkan emisi gas buang. Selain itu metanol memiliki dampak negatif yang lebih kecil terhadap lingkungan dibadingkan dengan bahan bakar bensin dan solar. Hal ini disebabkan karena sifat metanol yang dapat bercampur sempurna dengan air, terdegradasi cepat di atmosfir, dan dapat terurai pada permukaan air dan di bawah tanah. Metanol juga memiliki rantai karbon yang jauh lebih pendek dibandingkan etanol sehingga dapat terbakar lebih sempurna dan melepaskan gas karbon monoksida (CO) yang lebih sedikit. Di sisi lain, metanol memiliki keunggulan dibandingkan bahan bakar bensin, diantaranya mampu menaikkan kinerja mesin dan mereduksi gas buang hasil pembakaran. Sejauh ini, penelitian eksperimental telah mengklaim bahwa pencampuran bahan bakar etanol atau metanol dapat mengurangi emisi gas buang dan meningkatkan kinerja dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin. Metanol mengandung oksigen sebesar 50%, sehingga ketika ditambahkan ke dalam bensin, campuran bahan bakar mengandung lebih banyak oksigen, yang dapat menurunkan emisi karbon monoksida (CO). Metanol juga dianggap salah satu bahan bakar yang paling menguntungkan untuk mesin. Alasannya adalah bahwa metanol adalah bahan bakar cair dan mirip dengan bensin dan solar dalam aspek penggunaan, penyimpanan dan transportasi. Selain itu, metanol juga dapat diproduksi dari bahan baku yang banyak tersedia seperti batubara, gas alam dan bio-mass. Metanol merupakan bahan bakar yang baik untuk mesin Otto. Kelebihannya yaitu efisiensi yang lebih tinggi, daya spesifik dan emisi yang lebih rendah.  Kesimpulan : Pencampuran metanol ke dalam bahan bakar bensin, pada mesin dengan sistem injeksi bahan bakar, tidak menurunkan nilai torsi dan daya. Selain itu penggunan methanol terhadap lingkungan memiliki dampak yang positif karena sifat metanol yang dapat bercampur sempurna dengan air, terdegradasi cepat di atmosfir, dan dapat terurai pada permukaan air dan di bawah tanah. Daftar Pustaka : Abdi, Sandy. 2011. METANOL SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF. http://chemistrysandyabdikusumah.blogspot.com/2011/05/metanol-sebagai-bahan-bakar-alternatif_08.html (Diakses pada 8 Mei 2011) Risnawati, Erni. 2009. KEGUNAAN METANOL DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI. http://kertasnasi.com/kegunaan-methanol-dalam-kehidupan-sehari-hari/ (Diakses pada 12 Desember 2009) Sinaga, Nazaruddin. Dan Rifal. 2017. Pengaruh Komposisi Bahan Bakar Metanol-Bensin Terhadap Torsi Dan Daya Sebuah Mobil Penumpang Sistem Injeksi Elektronik 1200 CC. https://ejournal.undip.ac.id/index.php/rotasi/article/view/15994 (Diakses pada 16 September 2017) Wikipedia. 2016. Metanol. https://id.wikipedia.org/wiki/Metanol (Diakses 10 Oktober 2016) Dzikrillah, Diki. 2013. PENGARUH PERBEDAAN WAKTU PEMBERIAN METANOL 50% PER ORAL TERHADAP TINGKAT KERUSAKAN RETINA MENCIT BERDASARKAN GAMBARAN HISTOPATOLOGI. http://repository.unej.ac.id/bitstream/handle/123456789/12476/Diki%20Dzikrillah%20Danar%20Sumantri%20-%20092010101038_1.pdf?sequence=1 (Diakses 3 Oktober 2013)