Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Penelitian ini bertujuan memproduksi hidrogen (H2) dan carbon nanotube (CNT) secara simultan melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-AL. Secara garis besar, penelitian dibagi menjadi dua tujuan besar yaitu studi kinetika intrinsik dan pemodelan reaktor. Studi kinetika didekati dengan tiga cara. Model reaktor yang dibuat adalah reaktor pelat sejajar. Studi kinetika dengan internal reaktor pelat sejajar menghasilkan kinetika non-intrinsik. Pelapisan katalis pada pelat sebanyak 4 kali tidak mempunyai pengaruh yang signifikan pada loading katalis.Hasil eksperimen diverifikasi menggunakan kriteria-kriteria limitasi tahanan massa dan panas (eksternal dan internal). Hasil verifikasi menunjukkan bahwa kinetika pelat sejajar tidak mampu mengatasi limitasi tahanan internal. Studi kinetika diperbaiki dengan internal reaktor berupa katalis serbuk. Studi kinetika serbuk menghasilkan kinetika intrinsik. Tetapi hasil ini tidak akurat karena deposisi karbon dihitung melalui neraca karbon terhadap waktu (pendekatan dinamik) padahal rata-rata 43,45% karbon hilang di akhir reaksi. Studi kinetika dilanjutkan menggunakan reaktor yang dilengkapi dengan microbalance. Kinetika model ini dapat mengukur pertambahan karbon sebagai fungsi waktu dan suhu pada tekanan atmosfer.Hasil penelitian sebelum deaktivasi menunjukkan bahwa tahap pembatas laju reaksi adalah tahap adsorpsi. Energi aktivasi yang diperoleh sebesar 67,76 kJ/mol dan faktor pre-eksponensial 5,15 x 1018. Model persamaan kinetika deaktivasi katalis mempunyai persamaan laju deaktivasi orde satu. Reaktor katalis terstruktur pelat sejajar dimodelkan tiga dimensi (3D) kondisi stedi. Model 3 dimensi diselesaikan dengan program aplikasi computional fluid dynamics (CFD) yaitu COMSOL. Konversi metana dan yield hydrogen digunakan sebagai data validasi antara model dan data hasil eksperimen. Hasil simulasi mempunyai persentase kesalahan konversi total metana dan yield H2 berturut-turut 0,77% dan 2,38%. Validasi menunjukkan bahwa hasil model reaktor sesuai dengan data hasil percobaan laboratorium.

---

This study aims to produce hydrogen (H2) and carbon nanotube (CNT) simultaneously through methane decomposition reaction over a Ni-Cu-Al catalyst. The research is divided into two major objectives namely intrinsic kinetics study and reactor modeling. Kinetics studies were approached in three ways. Reactor model is made parallel flat plate reactor.The result of kinetics study using internal reactor parallel-plate was nonintrinsic kinetics. Coating 4 times on the parallel plate had no significant effect on catalyst loading. The experimental results are verified using the criteria for limitation of mass and heat resistance (external and internal). Verification results show that kinetics of parallel-plate are not able to overcome the internal resistance limitation. Kinetics studies corrected with the reactor's internal form of the catalyst powder.This experiment result is not accurate because of carbon deposition is calculated by carbon balance versus time (dynamic approach) whereas the average 43.45% of carbon lost by the end of the reaction. The last study using the reactor which is equipped with a microbalance. This model can measure carbon growth as a function of time and temperature at atmospheric pressure. The results before deactivation suggests that the limiting step is the adsorption. The activation energy of 67.76 kJ/mol and preexponential factor of 5.15 x 1018. Deactivation kinetics model have first order. Parallel-plate structured catalyst reactor is modeled three-dimensional (3D) with steady condition. 3-dimensional model solved by the application program computational fluid dynamics (CFD) namely COMSOL. Methane conversion and hydrogen yield used as validation between model and experimental data. The simulation results have an error percentage of the total methane conversion and H2 yield respectively 0.77% and 2.38%. Validation showed that the model in line with experimental data."

"ABSTRAKPenelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan gashidrogen pada umpan terhadap kualitas dan kuantitas CNT yang dihasilkanmelalui reaksi dekomposisi katalitik metana. Katalis yang digunakan adalah Ni-Cu-Al 2:1:1. Katalis ini dilapisi pada pelat stainless steel 316 yang telah dibentukdengan metode dip-coating. Awal penelitian dilakukan variasi suhu untukmendapat suhu terbaik untuk penumbuhan CNT, yaitu 700 oC, 750 oC, dan 800oC. Reaksi dilakukan dengan mengalirkan metana dan hidrogen dengan tiga ratioCH4 : H2 , yaitu 1 : 0 , 1 : 1, dan 1 : 2 pada suhu 700 oC & 750oC selama 5 jam.Suhu 800 oC tidak dipilih dikarenakan terlalu banyak menghasilkan amorphouscarbon. Kuantitas CNT dilihat berdasar jumlah yield karbon reaksi yangdihasilkan. Pada suhu 700 oC yield karbon terbesar pada ratio CH4 : H2 = 1 : 2yaitu 3 gram karbon/gram katalis sedangkan pada 750oC pada ratio CH4 : H2 = 1 :1 yaitu 5,2 gram karbon/gram katalis. Kualitas CNT berdasar besar ukurandiameter dan jenis nanokarbon yang terbentuk. Analisis TEM dan XRD dilakukanuntuk mengetahui kualitas CNT yang terbentuk. Dari hasil kedua analisis tersebut,pada suhu 700oC dan 750oC kualitas CNT terbaik ada pada ratio CH4 : H2 = 1 : 1.Penambahan gas hidrogen pada reaksi mempengaruhi kualitas dan kuantitas CNTyang dihasilkan. Dari penelitian ini juga diketahui, profil %Volume gas CH4 danH2 terhadap jarak.

---

AbstractThis research was conducted to determine the effect of adding hydrogenon feed stream to the quality and quantity of CNTs that produced by catalyticdecomposition reaction of methane. The catalyst that we used is Ni-Cu-Al 2:1:1.This catalyst is coated on a stainless steel plate 316 by dip-coating method. In thebeginning of research, we do temperature variations on 700 oC, 750 oC, dan 800oC. The effect of adding hydrogen was systematically investigated with differentcombinations of methane and hydrogen which are 1: 0, 1: 1 and 1: 2 at tworeaction temperatures, 700 oC and 750oC for 5 hours. Temperature 800 oC hasbeen eliminated because too many amorphous carbon formed. The quantity ofCNT can be seen by the number of yield carbon from reaction. At 700 oC , thehighest yield of CNT was found on the ratio of CH4: H2 = 1: 2 which is 3 grams ofcarbon / g catalyst and when 750oC the ratio of CH4: H2 = 1: 1 was formedhighest yield of CNT as much as 5.2 g carbon / g catalyst. The quality of cntsdepend on diameter size and type of yield nanocarbon. Furthermore, TEM andXRD analysis performed to determine the quality of CNTs were formed. Theseanalysis found that best quality of CNTs formed at ratio of CH4: H2 = 1: 1 forboth temperature. The addition of hydrogen gas made a remarkably effect to thequality and quantity of CNTs formed. This research also revealed profile of%volume gas CH4 and H2 in several x axis distances."

"Banyak penelitian telah dilakukan dalam mengembangkan reaktor dekomposisi metana untuk produksi hidrogen dan nanokarbon. Penggunakan reaktor gauze pada dekomposisi metana terbukti dapat mengatasi masalahan penyumbatan pada reaktor unggun diam dan ketinggian gauze dan laju alir umpan dapat diatur dengan mudah tanpa mempengaruhi hidrodinamika sehingga dapat menambah waktu tinggal reaktan yang pada akhirnya meningkatkan kinerja reaktor. Oleh karena itu, penelitian dilakukan lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh kondisi operasi (space time, temperatur, dan rasio umpan) terhadap kinerja reaktor. Berdasarkan hasil uji diketahui bahwa kinerja reaktor paling tinggi pada space time 0.006 gr min/mL (range 0.006-0.0006), temperatur 700°C (range 700°C-800°C), dan dengan umpan metana.

---

There are lots of experiments have been made in developing methane decompotition reactor to produce hydrogen and nanocarbon. Utilizing gauze reactor in methane decompotition have been proved in solving agglomeration problem of spouted bed and gauze height and feed flowrate can be managed easily without affecting hydrodinamic results in increasing reactant residence time that finally raising reactor performance. Therefore, deeper experiment has been done to find effects of operation condition (space time, temperature, and feed ratio) to reactor performance. Due to experiment, that the highest reactor performance at space time 0,006 gr min/mL (range 0.006-0.0006), temperature 700°C (range 700°C-800°C), and by methane as feed."

"Penggunaan reaktor membran dalam memproduksi gas sintesis melalui reaksi oksidasi parsial metana memiliki keuntungan dimana oksigen yang digunakan pada reaksi tersebut dapat Iangsung diambil dari udara. Namun demikian, pengoperasian reaktor membran memiliki beberapa kendala yang terutama disebabkan karena temperatur pengoperasiannya yang relatif tinggi yaitu antara 700-1000 0C. Kendala utama dari penggunaan reaktor membran tersebut adalah melakukan pengeleman antara material membran dengan material penyusun dari reaktornya, kendala lainnya adalah membuat membran yang memiliki permeabilitas oksigen tinggi disamping juga memiliki stabilitas fisik dan termal yang baik. Hasil penelitian menunjukan bahwa reaktor membran dengan berbahan dasar quartz yang terdiri atas satu buah pipa berukuran 32 x 28 mm, satu buah pipa berukuran 15 x 12 mm , satu buah pipa berukuran 8 x 6 mm, satu buah pipa berukuran 5 x 3 mm, sepasang (male dan female) joint tipe standard taper, dua buah joint tipe flat-O-ring, serta memiliki panjang efektif keseluruhan 80 cm, memiliki kinerja yang cukup baik untuk dioperasikan pada rentang temperatur 700-1000 0C. Pengeleman dengan komposisi 80 % bubuk pyrex dan 20 % bubuk perovskite LaFe0.8Ni0.2O3-6 memberikan hasil yang sangat baik dimana lem tidak mengalami kebocoran gas selama reaktor dioperasikan selama lebih dari 20 jam. Lem yang dihasilkan juga dapat dengan mudah dilepas dari reaktor tanpa merusak quartz atau membrannya. Membran perovskite LaFe0.8Ni0.2O3-6 yang dipreparasi menggunakan metode Santo(44) memiliki permebilitas (fluks) terhadap oksigen yang sangat baik yaitu sebesar 2x10-4 mol/cm.s. Untuk pengujian secara semi-batch, konversi metana yang diperoleh sebesar 70 %, selektivitas membran terhadap CO pada 5 menit pertama reaksi sebesar 5 % dan terus berkurang sampai nol, selektivitas terhadap H2 sebesar 100 % pada 1O menit pertama dan terus menurun sampai 30 % setelah reaksi dilangsungkan selama 45 menit, dan selektivitas terhadap CO2 kurang dari 1 %. Untuk pengujian secara kontinu, konversi metana yang diperoleh sebesar 60 %, selektivitas terhadap CO sebesar 30 %, selektivitas terhadap CO2 sebesar 40 %, dan selektivitas terhadap H2 kurang dari 10 %."