Dengan meningkatnya permintaan energi saat ini, pengembangan sumber energi berkelanjutan baru telah menjadi fokus global. Kita semua tahu bahwa solar merupakan bahan bakar penting untuk mobil dan mesin berat saat ini, tetapi Anda mungkin tidak tahu bahwa gas alam dapat diubah menjadi solar melalui proses yang disebut proses Fischer–Tropsch. Proses ini tidak hanya akan mengurangi ketergantungan pada sumber daya minyak, tetapi juga dapat menjadi solusi penting untuk transformasi energi di masa mendatang.
Proses Fischer–Tropsch adalah serangkaian reaksi kimia yang mengubah campuran gas - karbon monoksida dan hidrogen - yang disebut syngas menjadi hidrokarbon cair.
Proses Fischer–Tropsch pertama kali dikembangkan pada tahun 1925 oleh ilmuwan Jerman Franz Fischer dan Hans Tropsch. Prinsip dasar dari proses ini adalah mengubah gas sintesis menjadi hidrokarbon cair menggunakan katalis logam di bawah suhu dan tekanan tinggi. Reaksi kimia spesifik dapat dinyatakan dengan rumus:
(2n + 1) H2 + n CO → CnH2n+2 + n H2O
Dalam reaksi ini, nilai n biasanya antara 10 dan 20, yang menunjukkan panjang rantai karbon dari senyawa hidrokarbon yang dihasilkan. Sejumlah kecil olefin dan senyawa alkohol juga dihasilkan selama reaksi. Namun, pembentukan metana (n=1) tidak diinginkan karena produksinya berarti pertumbuhan rantai dibatasi.
Seluruh proses sangat eksotermik, sehingga panas harus dihilangkan secara efisien dalam reaktor. Kondisi operasi proses Fischer–Tropsch biasanya antara 150 dan 300 derajat Celsius. Kondisi seperti itu tidak hanya dapat mempercepat laju reaksi tetapi juga meningkatkan laju konversi, tetapi juga perlu dikontrol untuk menghindari produksi metana dalam jumlah besar.
Untuk memperoleh gas sintetis yang diinginkan, fasilitas Fischer-Tropsch pertama-tama perlu melakukan proses gasifikasi, yang mengubah bahan bakar padat seperti batu bara atau biomassa menjadi gas.
Produksi gas sintetis biasanya bergantung pada teknologi gasifikasi, yang mengubah zat padat menjadi gas untuk reaksi Fischer–Tropsch berikutnya. Bergantung pada bahan awal, rasio hidrogen terhadap karbon monoksida dalam gas sintetis perlu disesuaikan melalui reaksi pergeseran gas air. Penyesuaian ini sangat penting untuk proses Fischer-Tropsch yang menggunakan katalis besi, karena katalis ini secara inheren reaktif terhadap pergeseran gas air.
Biasanya, katalis logam pilihan meliputi besi, kobalt, nikel, dan platina, tetapi nikel tidak digunakan karena menghasilkan terlalu banyak metana. Besi dan kobalt merupakan pilihan yang paling umum, dengan katalis kobalt berkinerja terbaik saat gas alam digunakan sebagai bahan baku, sementara katalis besi lebih cocok untuk menggunakan batu bara atau biomassa.
Banyak proyek yang terkait dengan proses Fischer–Tropsch secara bertahap sedang dilaksanakan di seluruh dunia. Misalnya, Sasol di Afrika Selatan memiliki penerapan teknologi Fischer-Tropsch terbesar di dunia.
Seiring berkembangnya teknologi, fasilitas Fischer–Tropsch terbesar di dunia kini berlokasi di Sasol, Afrika Selatan, yang memproduksi 130.000 ton bahan bakar sintetis per tahun. Fasilitas ini menggunakan batu bara dan gas alam sebagai bahan baku dan berhasil mengubahnya menjadi solar dan jenis bahan bakar sintetis lainnya, sehingga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap ketahanan energi Afrika Selatan.
Contoh penting lainnya adalah fasilitas Pearl GTL di Qatar, yang menggunakan katalis kobalt untuk mengubah gas alam menjadi cairan minyak bumi dengan laju 140.000 barel per hari pada suhu 230 derajat Celsius.
Pengembangan proses Fischer–Tropsch tidak hanya membantu meningkatkan efisiensi penggunaan energi di lahan, tetapi juga merupakan cara yang efektif untuk mengatasi tantangan lingkungan saat ini. Karena permintaan akan energi bersih terus meningkat, komersialisasi dan perluasan proses ini akan berdampak besar pada pengembangan energi terbarukan di masa mendatang.
Menurut Anda, apakah proses Fischer–Tropsch dapat menjadi salah satu teknologi utama untuk transisi energi di masa mendatang?