Analisis Struktur Pori dan Gugus Fungsi Permukaan Hydrochar Menggunakan Teknik Hydrothermal Carbonization Dari Limbah Tandan Kosong Sawit

Abstract

Beberapa negara menghadapi tantangan serius terkait keamanan energi, kelangkaan energi, dan isu pemanasan global yang saling bersaing. Saat ini teknologi pemrosesan sudah beranjak menggunakan bahan baku biomassa seperti tandan kosong kelapa sawit untuk dijadikan berbagai produk energi terbarukan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis struktur pori dan gugus fungsi permukaan hydrochar yang dihasilkan melalui teknik hydrothermal carbonization (HTC) dari limbah tandan kosong sawit (TKS) dengan menggunakan air perasan belimbing wuluh sebagai solven. Dalam penelitian ini, variasi suhu HTC yang digunakan adalah 180C dan 210C, yang bertujuan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap perubahan struktur pori dan gugus fungsi hydrochar. Proses dengan waktu reaksi 8 jam. Hasil yang diperoleh dianalisis menggunakan metode Brunauer-emmett-teller (BET) untuk mengetahui luas permukaan spesifik dan ukuran pori, serta Furier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) untuk mengidentifikasi perubahan gugus fungsi permukaan Hydrochar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan suhu HTC berpengaruh signifikan terhadap peningkatan luas permukaan dan volume pori hydrochar. pada suhu 180C, luas permukaan yang dihasilkan adalah 8,37 m2/g dengan volume pori sebesar 0,0506 cm3/g, sedangkan pada suhu 210C luas permukaan meningkat menjadi 15,68 cm2/g dengan volume pori sebesar 0,0748 cm3/g. Distribusi ukuran pori juga mengalami perubahan, dimana peningkatan suhu menyebabkan pergeseran distribusi pori dari mikropori menjadi mesopori. Hal ini menunjukkan bahwa suhu yang lebih tinggi dalam proses HTC mampu meningkatkan karakteristik adsorpsi dari hydrochar, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi dalam bidang katalis dan adsorben. Selain itu, analisis FTIR mengonfirmasi adanya perubahan gugus fungsi seperti hidroksil (O-H), alkil (C-H), karbon rangkap dua (C=C), dan karbonil (C-O), yang menunjukkan adanya modifikasi kimia setelah perlakuan HTC. Pergeseran spektrum pada FTIR mengindikasikan dekomposisi senyawa organik serta terbentuknya struktur karbon yang lebih terorganisir pada suhu yang lebih tinggi. Dengan variasi suhu 210C memberikan hasil yang optimal dalam menghasilkan Hydrochar yang dengan karakteristik yang lebih baik. Perubahan gugus fungsi yang teridentifikasi juga menunjukkan bahwa proses HTC tidak hanya meningkatkan sifat fisik hydrochar, tetapi juga mempengaruhi sifat kimia yang dapat berkontribusi pada peningkatan efisiensi dala aplikasi yang memerlukan adsorpsi atau reaksi katalitik. Kata kunci: hydrothermal carbonization, Biomassa, Solven Organik, Energi Terbarukan, BET