Carbon Foam Berbahan Dasar Fine Coal Sebagai Kandidat Insulator Termal

Abstract

Fine coal merupakan limbah padat pengolahan batu bara. Potensi jumlahnya sangat besar di Indonesia maupun dunia. Fine coal masih mengandung batu bara dengan jumlah yang cukup tinggi. Karena hal tersebut fine coal dimanfaatkan sebagai briket untuk sumber energi panas pada industri logam dan semen serta pembangkit listrik skala kecil. Akan tetapi pemanfaatan ini menyebabkan pencemaran udara, yaitu akibat abu terbang dan belerang yang dihasilkan dari proses pembakarannya. Beberapa penelitian dilakukan untuk pemulihan fine coal sehingga kandungan batu baranya dapat dimanfaatkan kembali seperti layaknya batu bara berkualitas. Di antara metode yang digunakan, yaitu flotasi dan aglomerasi.Namun kedua metode tersebut membutuhkan banyak pereaksi sehingga mahal dalam penggunaannya jika diaplikasikan dalam skala besar. Pada penelitian ini fine coal digunakan sebagai bahan dasar pembuatan carbon foam. Fine coal dicampur dengan resin fenolik dengan beberapa komposisi fine coal, yaitu 30, 35, 40, 45 dan 50%. Campuran kemudian dipanaskan sampai dengan suhu 330 oC dalam atmosfer nitrogen dengan kecepatan kenaikan suhu 5 oC/menit. Pada suhu 130 oC dan 235 oC suhu ditahan masing-masing selama 45 menit dan 60 menit. Carbon foam hasil sintesis kemudian dikarakterisasi meliputi densitas, porositas, kuat tekan, resistensi oksidasi, insulasi termal, dan mikrostruktur. Uji insulasi termal menggunakan pendekatan indeks insulasi dengan styrofoam sebagai pembanding. Hasil pengujian menunjukkan nilai densitas dan kuat tekan berbanding lurus dengan kenaikan komposisi fine coal, sedangkan porositas sebaliknya. Resistensi oksidasi sampai dengan komposisi 45% menunjukkan nilai yang berbanding lurus dengan kenaikan komposisi fine coal. Pengamatan mikrostruktur terhadap komposisi 40 dan 45% menunjukkan sebaran pori yang tidak teratur dan ukuran diamater yang tidak seragam. Ada kecenderungan pada komposisi 30, 35 dan 50% menunjukkan keadaan mikrostruktur yang sama. Indeks insulasi suhu 34 sampai dengan 50 oC menunjukkan nilai yang hampir sama dari semua komposisi. Dibandingkan dengan styrofoam, produk sintesis carbon foam dari semua komposisi memberikan nilai indeks insulasi yang lebih besar, yaitu 50-150% pada rentang suhu 34-50 oC. Hal ini memberikan informasi bahwa carbon foam memiliki sifat insulasi termal yang lebih baik dari styrofoam pada rentang suhu tersebut.