Pemanfaatan Limbah Plastik: Pirolisis dengan Katalis ZnO dari Limbah Baterai

Limbah plastik menjadi salah satu tantangan lingkungan yang serius di seluruh dunia. Akibat dari adanya peningkatan jumlah produksi dan konsumsi plastik, jumlah limbah yang dihasilkan juga meningkat secara drastis. Oleh karena itu, teknologi pengelolaan limbah plastik sangat penting untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Salah satu metode yang menjanjikan adalah pirolisis, di mana limbah plastik diubah menjadi bahan bakar atau produk bernilai tinggi lainnya.

Proses pirolisis melibatkan pemanasan limbah plastik dalam kondisi anaerobik, yang artinya tanpa oksigen. Proses ini mengubah plastik menjadi gas, minyak dan residu karbon. Namun, efisiensi konversi energi dalam proses pirolisis sering kali dipengaruhi oleh kondisi operasional dan jenis katalis yang digunakan. Salah satu katalis yang menarik untuk digunakan adalah ZnO (seng oksida), yang dapat diperoleh dari limbah baterai.

Laporan dunia 2010 menyatakan bahwa konsumsi petroleum dan gas alam terus meningkat dengan pertumbuhan mencapai 1% dan 1,5% per tahun, apabila penggunaan minyak dan gas terus dilakukan tanpa upaya konsercasi dengan penggantian sumber energi alternatif, maka minyak dan gas hanya akan tersedia hingga 43 dan 167 tahun mendatang. Produksi plastic secara global diperkirakan akan terus meingkat dari 300 juta ton di 2015 menjadi 1800 juta ton di 2050. Secara global hanya 18% sampah plastik yang di daur ulang, 24% dibakar dan sisanya 58% tertimbun atau masuk ke ekosistem. Satu botol plastic memerlukan waktu 70-450 tahun, bahkan beberapa media melaporkan bahwa ada plastic yang tidak terdegradasi sama sekali. Hal tersebut diperparah dengan bahan bakar fosil yang dijadikan bahan bakar utama dalam mobilitas penduduk di Indonesia (Rahyani, 2023).

Penggunaan ZnO sebagai katalis dalam pirolisis limbah plastik tidak hanya meningkatkan efisiensi konversi energi tetapi juga memberikan solusi terhadap pengelolaan limbah baterai. Limbah baterai mengandung sejumlah bahan berbahaya, dan pemanfaatan ZnO sebagai katalis akan membantu mengurangi dampak negatif limbah tersebut. Menurut penelitian terbaru, penggunaan ZnO dalam proses pirolisis telah menunjukkan peningkatan hasil produk cair hingga 20%, dibandingkan dengan pirolisis tanpa katalis.

Pirolisis merupakan proses degradasi termal material-material polimer organik tanpa melibatkan oksigen. Reaksi yang terjadi pada proses pirolisis dikelompokkan menjad tiga tahap yaitu permulan, perambatan dan pemberhenteian. Keuntungan pirolisis yaitu mengurangi volume limbah plastic di lingkungan dengan mengubahnya menjadi bahan bakar minyak sebagai sumber energi. Fraksi cair, pada dan gas yang dihasilkan dapat dipakai sebgai bahan bakar dan bahan kimia sebagai chemical feed stock, sehingga mampu mengurangi permasalahan lingkungan. Keterbaruan inoasi yang diajukan adalah pada inovasi katalis nanopartikel ZnO yang disintesis dari limbah baerai berdasarkan green concept. Setidaknya terdapat 16% Zn dalam baterai bekar berdasarkan penelitian Abdul Aziz pada 2021 (Rahyani, 2023).

Proses pirolisis dengan katalis ZnO juga dapat menghasilkan bahan bakar dengan kualitas yang lebih baik. Minyak yang dihasilkan dari proses ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan bakar alternatif dalam berbagai aplikasi, termasuk pembangkit listrik dan kendaraan. Selain itu, residu karbon yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk industri, seperti pembuatan bahan komposit.

Meskipun pirolisis limbah plastik menggunakan katalis ZnO menawarkan banyak keuntungan, beberapa tantangan masih perlu diatasi. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami mekanisme reaksi yang terjadi dan untuk meningkatkan stabilitas katalis. Selain itu, aspek ekonomi dari penerapan teknologi ini perlu diperhatikan untuk memastikan bahwa proses ini dapat diterapkan secara komersial.

ZnO merupakan material semikonduktor yang dapat disintesis dari limbah baterai primer 1,5 volt. Lempeng Zn yang telah dipisahkan dari komponen baterai lainnya, dibersihkan dari zat pengotor yang kemudian dipotong-potong untuk memperluas permuaan bidang sentuh. Selanjutnya, lempeng Zn dilarukan dengan HCL pekat sehingga terbentuk ZnO setelah proses kalsinasi dilakukan Proses pengambilan ZnO dari baterai tersebut dilakukan dengan metode presipisati. Dipilih metode presipitasi sebgai rendemen produk yan gdihasilkan mencapai 92,18% (Shihab dalam Rahyani, 2023).

Secara keseluruhan, pirolisis limbah plastik dengan menggunakan katalis ZnO dari limbah baterai adalah langkah inovatif menuju solusi berkelanjutan untuk pengelolaan limbah plastik. Kita tidak hanya mengurangi limbah plastik tetapi juga menghasilkan sumber energi yang dapat dimanfaatkan dengan cara mengoptimalkan konversi energi. Inisiatif ini sejalan dengan tujuan pengembangan berkelanjutan yakni untuk menciptakan lingkungan yang lebih bersih dan lebih aman bagi generasi mendatang.

Referensi

Rahyani, W. 2023. Optimalisasi Konversi Energi dari Limbah Plastik Secara Pirolisis Menggunakan Katalis ZnO Limbah Baterai. Menuju Indonesia Bersih. 50 Karya Terbaik Kompetisi Penulisan Artikel National Energy, Climate & Sustainability (NECSC) Piala Menteri ESDM RI dan Piala Menteri LHK RI. Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM). RM Books

Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM). 2023. Menuju Indonesia Bersih. 50 Karya Terbaik Kompetisi Penulisan Artikel National Energy, Climate & Sustainability (NECSC) Piala Menteri ESDM RI dan Piala Menteri LHK RI. RM Books