Para peneliti di Institut Penelitian Energi Korea (KIER) telah mengembangkan teknologi baru untuk menguraikan zat pendingin R134a menggunakan limbah industri.
Teknologi ini memiliki beberapa potensi keuntungan lingkungan: Teknologi ini akan mengurangi emisi gas rumah kaca, memanfaatkan produk sampingan industri yang beracun, dan lebih hemat energi dibandingkan metode penghancuran HFC yang ada.
Di Laboratorium Komposit Hidrogen KIER, tim peneliti Dr. Lee Shin-geun berhasil menguraikan HFC R134a dengan efisiensi 99% dengan menggunakan "lumpur merah" sebagai katalis.
Limbah industri bahan baku lumpur merah (kiri) Katalis lumpur merah dijadikan pelet (kanan)
Lumpur merah merupakan produk sampingan produksi aluminium, mengandung besi, aluminium, dan silikon oksida, serta berwarna merah. Lebih dari 200,000 ton diproduksi setiap tahun. Saat ini, sebagian besar lumpur merah dibuang melalui TPA, namun lumpur tersebut sangat basa dan mengandung logam berat, yang dapat mencemari tanah dan air.
Secara tradisional, R134a sebagian besar diolah dengan metode pembakaran dan plasma, tetapi pembakaran menghasilkan polusi sekunder, sedangkan metode plasma memerlukan suhu tinggi, menghabiskan banyak energi, dan meningkatkan biaya peralatan. Untuk mengatasi masalah tersebut, tim peneliti mengembangkan teknologi dekomposisi katalitik yang dapat beroperasi pada suhu lebih rendah dari plasma. Mereka menemukan bahwa komponen logam seperti besi dan aluminium dalam lumpur merah dapat berinteraksi satu sama lain untuk membentuk katalis penguraian zat pendingin yang kuat dan stabil.
Lumpur merah memiliki struktur berpori, luas permukaan per satuan massa yang besar, dan stabilitas termal yang tinggi, yang memungkinkan bahan reaksi mengalir secara efisien dan mencegah deformasi fisik dan kimia serta kerusakan katalis. Selain itu, lumpur merah juga dapat berfungsi sebagai pendukung untuk menyediakan lingkungan yang kondusif bagi reaksi katalitik dan meningkatkan daya tahan dan aktivitas katalis.
Untuk lebih meningkatkan efek dekomposisi, tim peneliti menggunakan proses perlakuan panas sederhana untuk mendorong interaksi komponen kalsium, silikon, dan aluminium untuk membentuk bahan komposit trikalsium aluminat dan kalsium aluminium feldspar. Bahan ini biasanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan semen. Hal ini dapat meningkatkan kekuatan pengikatan partikel katalis dan memperluas area reaksi, sehingga meningkatkan efek dekomposisi.
Hidrogen fluorida yang dihasilkan selama dekomposisi R134a bereaksi dengan kalsium oksida membentuk kalsium fluorida. Kalsium fluorida yang stabil secara kimia ini membentuk lapisan tipis pada permukaan katalis, melindungi katalis dan mencegah kegagalannya.
Katalis yang dikembangkan oleh tim peneliti mempertahankan tingkat dekomposisi yang tinggi lebih dari 99% selama 100 jam, menunjukkan kinerja dekomposisi yang sangat baik. Melalui proses pengeringan dan penghancuran sederhana, 1 kg katalis dapat diproduksi per jam, sehingga cocok untuk produksi skala besar.
Karena bahan bakunya merupakan limbah industri daur ulang, maka tidak ada biaya yang dikeluarkan, sehingga dapat mengurangi biaya pembuangan limbah dan menciptakan pendapatan tambahan.
Li Xingen berkata: "Lumpur merah adalah zat alkali kuat yang akan menyebabkan polusi serius jika dilepaskan ke lingkungan, namun belum ada teknologi pengolahan dan daur ulang yang sesuai. Teknologi pembuatan katalis yang kami kembangkan tidak hanya dapat mendaur ulang limbah dan mengurangi dampak lingkungan. polusi, tetapi juga menguraikan zat pendingin secara efisien dengan efek rumah kaca yang kuat."
