Cara Kerja Konverter Katalitik?

Cara Kerja Konverter Katalitik jika diilustrasikan adalah pelepasan unsur O dari NOx untuk kemudian bergabung kedalam senyawa Karbon dioksida (CO) dan Hidrokarbon (HC). Hasilnya adalah Karbon dioksida (CO2) dan Air (H2O). Apa saja parameter dan bagian dari konverter katalitik yang memengaruhi reaksi ini?

Suhu reaksi

Suhu penting untuk memastikan bahwa senyawa bisa berubah strukturnya dengan mudah. Jika tidak unsur Oksigen (O) pada Nitrogen Oksida (NOx) tidak bisa terlepas. Pada langkah berikutnya Oksigen diperlukan untuk bereaksi dengan CO dan HC.

Energi yang diperlukan untuk memutus Ikatan N–O dalam NO: sekitar 630 kJ/mol. 

2NO→N2​+O2​

Energi termal rata-rata partikel dalam gas diberikan oleh:

Jika ingin mencari berapa suhu yang diperlukan untuk memecah N dan O pada NOx

Dalam reaksi kimia, katalis seperti Rhodium (Rh) dalam konverter katalitik berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi, dan reaksi dapat berlangsung pada suhu sekitar 250–600°C, jauh lebih rendah dari yang dihitung di atas. Suhu reaksi juga tergantung luas permukaan kontak gas NOx dengan Rhodium (Rh).

Reduksi Katalitik

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada bagian atas. Cara Kerja Konverter Katalitik mengambil terlebih dahulu Oksigen (O) dari NOx untuk direaksikan dengan CO dan HC.

Bahan katalis seperti Platinum (Pt) dan Rhodium (Rh) berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi yang memecah ikatan NOx.

 

Reaksi reduksi NOₓ dengan AdBlue terjadi dalam Selective Catalytic Reduction (SCR), sebuah sistem yang digunakan pada kendaraan diesel dan genset besar untuk mengurangi emisi NOₓ

Proses Kerja SCR dengan AdBlue

• AdBlue adalah larutan urea (NH₂CONH₂) 32,5% dalam air (H₂O).
• Saat disemprotkan ke gas buang yang panas, urea terurai menjadi amonia (NH₃): NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2NH₂CONH₂ + H₂O \rightarrow 2NH₃ + CO₂NH2​CONH2​+H2​O→2NH3​+CO2​
• Amonia (NH₃) kemudian bereaksi dengan nitrogen oksida (NOₓ) di dalam katalis SCR, mengubahnya menjadi gas nitrogen (N₂) dan uap air (H₂O) yang tidak berbahaya.

Reaksi Reduksi NOₓ dengan NH₃ dalam SCR

• Untuk NO:

4NO + 4NH3​ + O2 ​→ 4N2 ​+ 6H2​O

• Untuk NO₂:

6NO2​ + 8NH3 ​→ 7N2 ​+ 12H2​O

• Untuk campuran NO dan NO₂ (umum di gas buang diesel):

NO + NO2​ + 2NH3 ​→ 2N2​ + 3H2​O

Oksidasi Katalitik

Pada langkah kedua ini. Oksigen (O2) yang didapatkan dari reaksi sebelumnya. Reaksi dengan CO dan HC dengan bantuan katalis Platinum (Pt) dan Paladium (Pd).

Mengubah karbon monoksida (CO) menjadi karbon dioksida (CO₂)

2CO+ O₂ → 2CO₂

Mengubah hidrokarbon (HC) yang tidak terbakar menjadi CO₂ dan H₂O

Cm​Hn​+O2 ​→ CO2​+H2​O

Luas Kontak Permukaan

Alasan kenapa bentuk struktur dari konverter katalitik adalah honeycomb (sarang lebah)​. Adalah agar luas permukaan katalis yang berkontak dengan gas buang emisi lebih besar. Semakin besar luas kontak permukaan, semakin baik efisiensinya. 

Apa Dampak Jika Mesin Tidak Menggunakan Konverter Katalitik?

1. Gas NOx yang terlepas ke udara bisa menyebabkan penipisan Ozon. Akibat ozon menipis yang mengakibatkan pemanasan global terjadi.
2. Gas Karbon Monoksida (CO) dan Hidrokarbon (CmHn) keduanya sangat berbahaya jika terhirup oleh manusia. Apalagi dalam jumlah besar. Seringkali genset dipasang di gedung perkantoran, dekat dengan aktivitas manusia bekerja, tempat tinggal. Jika tidak ada pereduksi emisi, maka masyarakat sekitar bisa terkena dampaknya dan menuntut perusahaan.

Jika ingin mengetahui lebih lanjut, bisa menonton video ini untuk lebih jelasnya.