Alvan Ade Reza Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Fakultas Pasca Sarjana 2025

Dissertation

Peningkatan konsentrasi karbon dioksida (CO₂) di atmosfer menjadi salah satu penyebab utama pemanasan global dan perubahan iklim, dengan dampak signifikan terhadap stabilitas ekosistem global. Teknologi Carbon Capture and Storage (CCS) telah diakui sebagai strategi mitigasi emisi karbon yang efektif dan berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dan mengoptimalkan mineral serpentin asal Aceh sebagai material adsorben CO₂ berbasis mineral, melalui pendekatan karakterisasi eksperimental dan validasi numerik menggunakan simulasi dinamika fluida komputasional (CFD). Mineral serpentin diaktivasi secara termal pada suhu 650°C, 750°C, dan 850°C, dengan variasi waktu pemanasan selama 1,5 jam, 3 jam, dan 4,5 jam, serta fraksi ukuran partikel 50, 100, dan 150 mesh. Karakterisasi material dilakukan menggunakan teknik FT-IR, XRF, XRD, SEM-EDS, dan BET. Hasil analisis menunjukkan bahwa aktivasi termal meningkatkan luas permukaan spesifik dari 37,05 m²/g menjadi 42,38 m²/g, serta kandungan MgO dari 29,95% menjadi 36,83%. Selain itu, terjadi transformasi struktur kristal dari fase chrysotile (monoklinik) menjadi forsterite (ortorombik) yang lebih stabil secara termal, dan morfologi permukaan menunjukkan peningkatan porositas dengan distribusi yang lebih seragam. Pengujian adsorpsi dilakukan untuk mengevaluasi efisiensi serpentin sebagai adsorben CO₂ dengan memvariasikan ukuran partikel, suhu dan waktu aktivasi, serta laju alir gas. Pemodelan kinetika menggunakan model Thomas, Yoon–Nelson, dan Clark menunjukkan bahwa serpentin dengan ukuran partikel 150 mesh menghasilkan kapasitas adsorpsi tertinggi sebesar 6,7962 mg/g, sedangkan laju adsorpsi tertinggi tercapai pada suhu aktivasi 650°C dengan nilai 0,16073 mL/mg/s. Secara umum, nilai koefisien determinasi (R²) yang tinggi (≥ 0,9735) menunjukkan kesesuaian model terhadap data eksperimen, dengan model Thomas paling konsisten dalam menggambarkan karakteristik laju dan kapasitas adsorpsi. Simulasi numerik menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent® dilakukan untuk memodelkan aliran fluida dan distribusi gas CO₂ dalam reaktor kolom, dan menunjukkan bahwa kondisi optimum dicapai pada berat adsorben 30 gram dan laju alir gas 0,5 SLPM. Hasil simulasi ini memperkuat data eksperimen dan memberikan dasar kuantitatif dalam merancang sistem CCS berbasis mineral serpentin untuk aplikasi skala industri. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa serpentin asal Aceh yang telah diaktivasi secara termal memiliki karakteristik fisik dan kimia yang sangat mendukung perannya sebagai material penyerap karbon. Kombinasi pendekatan eksperimental dan numerik tidak hanya meningkatkan keandalan data, tetapi juga menghadirkan metode terintegrasi dalam pengembangan material CCS yang efisien, ekonomis, dan berpotensi tinggi untuk mendukung penerapan teknologi penangkapan karbon berkelanjutan di Indonesia. 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 1704573 2025-10-23 15:36:30 2025-10-23 15:47:51 machine generated