Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 16 No. 2 (2023) 151 - 157      ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Isoterm Adsorpsi Arang Kulit Jengkol Sebagai Adsorben CO 2
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4 1,2,3 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang, Sumatera Barat 25163, Indonesia
4 Institute for Frontier Science Initiative, Universitas Kanazawa, Kakumachi, Kanazawa, Ishikawa 920-1192, Jepang
1 fadil.rahman86@gmail.com, 2* adjar.pratoto@eng.unand.ac.id, 3 dendias@eng.unand.ac.id, akodama@se.kanazawa-u.ac.jp

## Abstract
The  concentration  of  carbon  dioxide  (CO 2 )  gas  in  the  atmosphere  continues  to  increase  every  year,  mainly  due  to  human activities  such  as  burning  fossil  fuels  for  energy,  industrial  processes,  and  transportation.  The  development  of  CO 2 gas reduction  research  continues  to  be  carried  out,  one  of  which  is  the  adsorption  process  using  adsorbents.  The  research  was carried  out  by  looking  at  the  effect  of  variations  in  activating  agent  and  activation  temperature  on  adsorbents  as  CO 2 adsorbers  and  how  N 2 and  pore  size  distribution  influence  CO 2 adsorption.  The  active  carbon  adsorbent  used  comes  from jengkol peel which is carbonized via the pyrolysis method. Adsorbents are made by varying the type of activating material (KOH, Urea, and KOH+urea) and activation temperature (600℃, 700℃, and 800℃). The active ingredient KOH+urea has better  absorption  capacity  than  other  variations, but  not  too  high.  N 2 gas  does  not  really  affect  the  CO 2 adsorption  process because it has a low N 2 adsorption isotherm, so it is not worrying if the CO 2 adsorption process also contains N 2 in the air. Based  on  measurements  with  Belsorp-Max  II,  the  data  obtained  is  only  specific  surface  area  data,  this  is  due  to  the  small surface pores of the adsorbent. The temperature of 800℃ has a better specific surface area than other variations, this is also by  the  higher  CO 2 adsorption  capacity.  So  it  is  concluded  that  the  pore  surface  area  influences  the  ability  to  absorb  CO 2 . Based on the data obtained, jengkol peel charcoal is not suitable as a CO 2 adsorbent because it has a low pore surface area and adsorption isotherm.
Keywords: CO 2 , adsorption, jengkol skin, activating agent, activation temperature.

## Abstrak
Konsentrasi  gas  karbon  dioksida  (CO 2 )  di  atmosfer  terus  meningkat  setiap  tahunnya,  terutama  disebabkan  oleh  aktivitas manusia  seperti  pembakaran  bahan  bakar  fosil  untuk  energi,  proses  industri,  dan  transportasi.  Perkembangan  penelitian reduksi gas CO 2 terus dilakukan, salah satunya dengan proses adsorpsi menggunakan adsorben. Penelitian dilakukan dengan melihat pengaruh variasi zat pengaktif dan suhu aktivasi pada adsorben sebagai penyerap CO 2 dan bagaimana pengaruh N 2 serta  distribusi  ukuran  pori  terhadap  adsorpsi  CO 2 .  Adsorben  karbon  aktif  yang  digunakan  berasal  dari  kulit  jengkol  yang dikarbonisasi melalui metode pirolisis. Adsorben dibuat dengan memvariasikan jenis bahan pengaktif (KOH, Urea, dan KOH + urea) dan suhu aktivasi (600℃, 700℃, dan 800℃). Bahan pengaktif KOH + urea memiliki kemampuan penyerapan yang lebih baik dibandingkan variasi lainnya, namun tidak terlalu tinggi. Gas N 2 tidak terlalu mempengaruhi proses adsorpsi CO 2 karena memiliki adsorpsi isoterm N 2 yang rendah, jadi tidak mengkhawatirkan jika proses adsorpsi CO 2 juga terdapat N 2 di udara.  Berdasarkan  pengukuran  dengan  Belsorp-Max  II,  data  yang  didapatkan  hanya  data  luas  permukaan  spesifik,  hal  ini dikarenakan kecilnya permukaan pori yang dimiliki adsorben. Temperatur 800 ℃ memiliki luas permukaan spesifik yang lebih baik dibandingkan variasi lainnya, hal ini sesuai juga dengan kemampuan adsorpsi CO 2 yang lebih tinggi. Sehingga  disimpulkan  bahwa  luas  permukaan  pori  mempengaruhi  kemampuan  penyerapan  CO 2 .  Berdasarkan data  yang  didapatkan,  arang  kulit  jengkol  tidak  cocok  dijadikan  sebagai  adsorben  CO 2 karena  memiliki  luas permukaan pori dan adsorpsi isoterm yang rendah.
Kata kunci: CO 2 , adsorpsi, kulit jengkol, bahan pengaktif, suhu aktivasi.
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 151 - 157

## 1. Pendahuluan
Peningkatan  jumlah  emisi  CO 2 merupakan  dampak negatif  dari  penggunaan  energi  yang  berlebihan berdampak  negatif  berupa  peningkatan  jumlah  emisi. Emisi  CO 2 yang  berlebihan  dapat  menyebabkan kerusakan  lingkungan  dan  perubahan  iklim  yang ekstrim  [1].  Peristiwa  yang  dirasakan  saat  ini  adalah pergeseran siklus musim dan peningkatan panas bumi. Penelitian  dan  pengembangan  penelitian  untuk mengurangi  emisi  gas  CO 2 terus  dilakukan.  Salah satunya adalah pengembangan teknologi penangkapan, pemanfaatan, dan penyimpanan karbon (CCUS). Teknologi ini memiliki kapasitas penangkapan CO 2 sekitar 40 juta ton per tahun. Salah satu  penerapan  teknologi  CCUS  adalah  proses adsorpsi.  Adsorpsi  merupakan  proses  penyerapan molekul adsorbat atau emisi gas CO 2 pada permukaan adsorben [2].
Proses  adsorpsi  menggunakan  bahan  adsorben  padat yang  dapat  digunakan  untuk  menangkap  CO 2 ,  antara lain bahan karbon berpori [3], karbon aktif [4], zeolit [5],  kerangka  logam  organik  (MOFs)  [6],  dan  bahan nanomaterial  [7].  Namun  produksi  beberapa  bahan tersebut  memerlukan  energi  dalam  jumlah  besar  dan proses  sintesis  yang  rumit  [8].  Akibatnya,  beberapa adsorben  belum  layak  untuk  aplikasi  industri.  Di  sisi lain,  biomassa  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan dengan fungsi karbon tetap (biochar dan karbon aktif) [9].
Penelitian  ini  merupakan  upaya  penerapan  teknologi CCUS pada proses adsorben dalam mengurangi emisi gas  CO 2 untuk  mencegah  pemanasan  global.  Salah satu  kriteria  dalam  pembuatan  adsorben  adalah mempunyai  luas  permukaan  yang  tinggi  dan kandungan  selulosa  yang  tinggi.  Ukuran  pori berhubungan  dengan  luas  permukaan.  Semakin  kecil ukuran  diameter  pori  dan  semakin  banyak  pori-pori adsorben  maka  luas  permukaannya  semakin  tinggi sehingga  jumlah  molekul  yang  teradsorpsi  juga  akan semakin banyak.
Salah  satu  turunan  biomassa  yang  bisa  dijadikan sebagai  kandidat  adsorben  adalah  kulit  jengkol. Produksi  jengkol  di  Indonesia  tahun  2009  mencapai 62.475  ton/tahun.  Dari  jumlah  tersebut  dapat dihasilkan  limbah  kulit  jengkol  sekitar  49.087,5 ton/tahun [10]. Pemanfaatan kulit jengkol yang belum maksimal  menyebabkan  pencemaran  lingkungan akibat  limbah  yang  ditimbulkan.  Penilitan  kulit jengkol sebagai adsorben merupakan suatu upaya win- win  solution ,  dimana  upaya  pengurangan  limbah dapat  dilakukan  serta  pengurangan  keberadaan  CO 2 diatmosfer bumi juga bisa dilakukan.
Kulit  jengkol  mengandung  beberapa  senyawa- senyawa  aktif  seperti  alkaloid,  flavonoid,  glikosida antrakinon,  tannin,  triterpenoid/steroid,  dan  saponin yang dimanfaatakan sebagai bioherbisida dan
biolarvasida.  Selain  kandungan  diatas  kulit  jengkol juga memiliki unsur karbon (C) sebesar 44,02% yang diyakini unsur paling penting dapat dijadikannya kulit jengkol sebagai adsorben [11]
Kulit  jengkol  nantinya  akan  dijadikan  arang  aktif dengan  variasi  bahan  pengaktif  (KOH,  urea,  dan KOH+Urea)  dan  suhu  aktivasi  (600˚C,  700˚C,  dan 800˚C. Penelitian ini dilakukan untuk melihat potensi arang  kulit  jengkol  sebagai  adsorben  CO 2 .  Distribusi ukuran  pori  arang  kulit  jengkol  juga  diamati  untuk membandingkannya  dengan  hasil  kapasitas  adsorben. Pengukuran  adsorpsi  isotherm  N 2 juga  dilakukan, untuk  melihat  potensi  gas  dalam  mempengaruhi proses penyerapan CO 2 .

## 2. Metode
2.1 Sampel dan instalasi pengujian
Kulit jengkol ( Pithecollobium Jiringa ) yang diperoleh dari limbah pasar yang berlokasi di Padang, Sumatera Barat,  Indonesia  dipilih  sebagai  bahan  baku.  Kulit jengol dibersihkan dengan air suling untuk menghilangkan  debu  dan  kotoran  anorganik.  Sampel yang  telah  dibersihkan  dikeringkan  pada  suhu  105°C selama  24  jam.  Kalium  hidroksida  (KOH  ≤  100%) dibeli dari PT Smart Lab Indonesia dan urea (CH 4 N 2 O ≤  99%)  dibeli  dari  Pudak  Scientific.  Sebelum pengujian,  sampel  akan  dibersihkan  dan  dinetralkan dengan  air  suling  dan  asam  klorida  (HCl  15%)  yang dibeli  dari  Pusat  Laboratorium  Rofa.  Produksi adsorben  melibatkan  karbonisasi  pirolisis,  aktivasi kimia  dan  aktivasi  fisik,  menggunakan  tungku. Pengukuran  adsorpsi  isoterm  adsorben  dilakukan dengan  menggunakan  Belsorp-mini  II.  Gambar  1 menunjukkan skema peralatan percobaan ini.
Keterangan: PG = Pengukur Tekanan VP = Pompa Vakum CP = Pompa Sirkulasi GC = Kromatografi gas
Gambar 1. Skema alat
2.2 Karbonisasi dan Aktivasi Adsorben
Karbon  aktif  (AC)  dibuat  dengan  metode  pirolisis. Kulit  jengkol  yang  sudah  dibersihkan  ditempatkan dalam wadah untuk dikarbonisasi. Nitrogen ditambahkan  ke  dalam  tungkus  selama  5  menit dengan  laju  aliran  80  ml/menit  untuk  menghilangkan oksigen  dari  sistem  agar  tidak  terjadi  pembakaran. Proses  karbonisasi  dilakukan  pada  temperatur  500˚C
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 151 - 157
dengan  laju  pemanasan  antara  10˚C/menit  selama  2 jam dengan tetap  mengalirkan nitrogen dengan aliran 80  ml/menit.  Biochar  yang  dihasilkan  dikeluarkan dari tungku dan dibiarkan dingin hingga suhu  kamar. Kemudian diaktivasi dengan berbagai bahan pengaktif (KOH, Urea, dan KOH+urea) sehingga menghasilkan karbon  berpori.  Sedangkan  suhu  aktivasi  diatur  pada 600˚C,  700˚C,  dan  800˚C.  Pada  prosedur  aktivasi, KOH, urea, dan KOH +urea dicampur dengan biochar sehingga  menghasilkan  karbon  berpori  dengan perbandingan  massa  1:2  (massa  adsorben:  KOH), kemudian diaduk dan dibiarkan semalaman pada suhu 60°C. Sampel  kemudian  dipirolisis  dalam  tungku selama  satu  jam  pada  berbagai  suhu  aktivasi  600°C, 700°C,  dan  800°C  sambil  disuplai  dengan  aliran nitrogen 50 ml/menit. Sampel dikeluarkan dari tungku setelah  didinginkan  hingga  suhu  kamar,  direndam dalam  larutan  HCl  15%,  kemudian  dicuci  berulang kali dengan air suling hingga larutan pencuci menjadi netral.  Setelah  itu  dikeringkan  selama  24  jam  pada suhu  80°C  di  dalam  oven.  Sampel  karbon  aktif kemudian disimpan pada botol kaca.
2.3. Karakterisasi
2.3.1 Adsorpsi Isoterm CO 2
Kapasitas  adsorpsi  CO 2 (adsorpsi  isoterm)  sampel diukur  menggunakan  Belsorp-mini  II  (BEL  Japan, Inc)  dengan  suhu  adsorpsi  298  K  dan  353  K. Pengukuran dilakukan pada tekanan 101,3 kPa (1 bar) dengan dua kali pengulangan untuk lebih memastikan hasil  pengukuran.  Sebelum  pengukuran  adsorpsi, sampel  didegassing  pada  suhu  150°C  selama  18  jam menggunakan  Belprep-vac  II  untuk  menghilangkan gas  yang  tidak  diinginkan  dari  sampel  (vakum). Pengukuran  berat  sampel  juga  dilakukan  sebelum pengukuran  menggunakan  timbangan  digital.  Setelah ditimbang  sampel  dipasang  pada  alat  pengukuran adsorpsi isoterm  CO 2 . Data  yang didapatkan diproses dengan  menggunakan  microsoft  excel  sekaligus pembuatan  grafik.  Penyajian  grafik  menggunakan data  rata-rata  dari  dua  proses  pengukuran  yang berulang.

## 2.3.2 Adsorpsi Isoterm N
2
Kapasitas  adsorpsi  N 2 (isoterm  sorpsi)  sampel  diukur dengan metoda yang sama dengan metoda pengukuran  adsorpsi  isoterm  CO 2 .  Perbedaan  antara proses  pengukuran  adsorpsi  isoterm  CO 2 dan  N 2 , hanya  pada  gas  yang  dialirkan  pada  sampel.  Saat pengukuran  adsorpsi  isoterm  CO 2 gas  yang  dialirkan CO 2 , sedangkan saat pengukuran adsorpsi isoterm N 2 gas yang dialirkan juga N 2 .
2.3.3 Distribusi Ukuran Pori
Pengukuran distribusi ukuran pori dan luas permukaan  spesifik  dilakukan  karena  kapasitas  suatu adsorpsi  dipengaruhi  oleh  distribusi  ukuran  pori  dan luas  permukaan  spesifik  suatu  adsorben.  Pengukuran
distribusi  ukuran  pori  terlebih  dahulu  dilakukan analisis adsorpsi-desorpsi gas pada adsorben. Analisis dilakukan dengan menggunakan Belsorp-max II (BEL Japan,  Inc.,  Kanazawa,  Japan)  at  77  K  dan  gas  yang digunakan yaitu N 2 . Pemilihan N 2 dikarenakan gas ini mudah  diukur  volume  yang  diserapnya  dan  gas  ini tidak  bereaksi  dengan  bahan  adsorben.  Sebelum analisis  adsorpsi-desorpsi,  adsorben  arang  kulit jengkol terlebih dahulu ditimbang dengan menggunakan timbangan digital. Proses pre-treatment dilakukan  pada  adsorben  dengan  menggunakan Belprep-vac  II,  untuk  menghilangkan  gas  yang  tidak diinginkan sehingga analisa dilakukan dalam keadaan vakum. Proses pre-treatment dilakukan selama 18 jam pada temperatur 150°C. Selanjutnya dilakukan analisa adsorpsi  desorpsi  pada  adsorben  tersebut.  Hasil analisa ini akan menghasilkan grafik yang menunjukkan  jumlah  gas  yang  teradsorpsi  oleh adsorben  pada  tekanan  relatif  tertentu.  Data  keluaran proses  fisisorpsi  nitrogen  ke  dalam  pori-pori  karbon aktif  inilah  yang  digunakan  untuk  mengetahui  luas permukaan  pori,  volume  adsorpsi  optimum  dan diameter  pori  adsorben.  Metode  BJH  (Barret-Joyner- Halenda)  merupakan  suatu  metode  yang  digunakan untuk mendapatkan distribusi ukuran pori suatu bahan berpori. Metode BJH dengan memanfaatkan transformasi  fourier  dari  adsorpsi  isotherm  nitrogen pada berbagai tekanan relatif (P/P o ) dengan menggunakan algoritma matematis yang menghubungkan  data  adsorpsi  isotherm  dengan distribusi  ukuran  pori.  Dari  metode  inilah  didapatkan data  distribusi  ukuran  pori  yang  diolah  dengan menggunakan microsoft excel sehingga menghasilkan suatu grafik.

## 3.   Hasil dan Pembahasan
Pengaruh  jenis  bahan  pengaktif  dan  suhu  aktivasi terhadap  adsorpsi  isoterm  CO 2 ,  serta  melihat pengaruh  adsorpsi  isoterm  N 2 yang  berpotensi menghalangi  proses  adsorpsi  CO 2 dan  hubungan  luas permukaan  adsorben  terhadap  adsorpsi  isoterm  CO 2 arang  kulit jengkol sebagai adsorben CO 2 akan dikaji pada  pembahasan  ini.  Pada  umumnya,  semakin  luas permukaan  atau  semakin  besar  distribusi  ukuran  pori karbon  aktif  maka  adsorpsi  isoterm  CO 2 karbon  aktif tersebut akan semakin tinggi. Ukuran pori berhubungan  dengan  luas  permukaan,  semakin  kecil ukuran pori adsorben dan jumlah pori semakin banyak maka luas permukaan penyerapan CO 2 semakin tinggi [14].
3.1. Adsorpsi Isoterm CO 2
Kapasitas  adsorpsi  CO 2 ditentukan  pada  dua  suhu yang  berbeda  yaitu  298  K  dan  353  K  pada  tekanan 101,3  kPa.  Adsorpsi  isoterm  CO 2 eksperimental ditunjukkan  pada  Gambar  2  dan  Gambar  3.  Dapat dilihat  bahwa  serapan  CO 2 pada  298  K  lebih  baik dibandingkan  pada  353K.  Hal  ini  disebabkan  sifat
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 151 - 157
eksoterm  dari  adsorpsi  fisik  CO 2 pada  adsorben. Secara  keseluruhan  dapat  dilihat  bahwa  sampel adsorben  yang  memiliki  luas  permukaan  dan  volume mikropori  yang  lebih  besar  akan  memiliki  kinerja serapan  CO 2 yang  lebih  tinggi  juga.  Dari  Gambar  2 dan  Gambar  3  temperatur  aktivasi  mempengaruhi kemampuan  kinerja  serapan  CO 2 ,  temperatur  aktivasi 800℃  merupakan  variasi  temperatur  aktivasi  dengan kapasitas adsorpsi tertinggi diikuti dengan temperatur aktivasi  700℃  dan  600℃.  Hal  ini  terjadi  karena material  kulit  jengkol  yang  sedikit  keras  sehingga membutuhkan temperatur yang tinggi untuk sempurna menjadi arang aktif.
a. 600 ℃ b. 700 ℃ c. 800℃
Gambar 2 . Jumlah adsorpsi CO 2 pada 298 K
Dari  segi bahan  pengaktif  juga  mempengaruhi kemampuan  kinerja serapan CO 2 . Secara keseluruhan dapat  dilihat  bahwa  sampel  adsorben  yang  memiliki luas  permukaan  dan  volume  mikropori  yang  lebih besar  akan  memiliki  kinerja  serapan  CO 2 yang  lebih tinggi  juga.  Bahan  pengaktif  KOH+urea  merupakan variasi  bahan  pengaktif  dengan  kapasitas  adsorpsi tertinggi diikuti bahan pengaktif KOH dan urea.
a. 600℃ b. 700℃
c. 800℃ Gambar 3. Jumlah adsorpsi CO 2 pada 353 K
Pemilihan  bahan  pengaktif  KOH+urea  sebagai  salah satu  variasi  bahan  pengaktif  bertujuan  untuk dilakukan N-doping agar kapasitas adsorpsi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH + Urea Urea 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P )g -1 Tekanan /kPa KOH KOH + Urea Urea 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 151 - 157
meningkat. Secara teori, faktor-faktor yang mempengaruhi  penyerapan  CO 2 ,  yaitu  struktur mikropori dan doping heteroatom, khususnya mikropori  ultra  (<0,7  nm)  dan  spesies  N,  telah dijelaskan  dalam  beberapa  literatur  [15]–[17].  Ultra- mikropori menyediakan ruang akomodasi yang cocok untuk molekul CO 2 , yang kemudian dibatasi ke ultra- mikropori  oleh  gaya  Van  der  Waals.  N-doping meningkatkan  polaritas  dan  alkalinitas  permukaan AC, sehingga menginduksi gaya interaksi kimia yang lemah  antara  molekul  asam  CO 2 dan  permukaan adsorben [18], [19].
Pada penelitian ini hasil yang didapatkan sudah sesuai dengan  yang diharapkan pada N-doping, namun hasil adsorpsi  isotherm  yang  didapatkan  masih  rendah  jika dibandingkan  dengan  penelitian  bahan  pengaktif  dari biomassa  lainnya  [15]–[17].  Sehingga  dari  hasil  ini arang  aktif  kulit  jengkol  kurang  cocok  dijadikan sebagai  adsorben  dalam  menyerap  CO 2 walaupun keberadaannya cukup melimpah dan menjadi limbah.
Namun  pada  penelitian  ini  hasil  yang  didapatkan kurang sesuai dengan yang diinginkan. Hal ini diduga disebabkan oleh metode N-doping yang kurang efektif (metode  pencampuran  antara  KOH  dan  urea  ternyata kurang  efektif  dilakukan  dan  lebih  efektif  jika  di aktivasi  terlebih  dahulu  dengan  KOH  lalu  dengan N- doping)  dan  kurang  efektifnya  jenis  N-doping  yang digunakan  juga  mempengaruhi  proses  N-doping (karena  urea  yang  biasa  digunakan  disini  lebih  biasa digunakan untuk pupuk). Hal ini dapat menjadi saran untuk  penelitian  karbon  aktif  kedepannya,  agar  hasil yang didapatkan menjadi optimal.
3.2 Adsorpsi Isoterm N 2
Kapasitas adsorpsi N 2 ditentukan pada dua suhu yang berbeda  yaitu  298  K  dan  353  K  pada  tekanan  101,3 kPa.  Adsorpsi  isoterm  N 2 eksperimental  ditunjukkan pada  Gambar  4  dan  Gambar  5.  Dapat  dilihat  bahwa serapan  N 2 pada 298  K juga  lebih  baik  dibandingkan pada  353  K,  dimana  hal  ini  sama  dengan  adsorpsi isoterm CO 2 . Dari segi pengaruh bahan pengaktif dan suhu  aktivasi  juga  memepengaruhi  hasil  dan  keadaan yang ditampilkan juga hampir sama.
Pengujian  adsorpsi  isoterm  dilakukan  untuk  melihat pengaruh  adanya  gas  N 2 ketika  dilakukan  proses adsorpsi  CO 2 .  Dari  data  yang  didapatkan  nilai adsorpsi  isoterm  N 2 jauh  lebih  rendah  jika dibandingkan  dengan  adsorpsi  isoterm  CO 2 .  Hal  ini menggambarkan  bahwa  keberadaan  N 2 tidak  akan mempengaruhi proses penyerapan CO 2 jika kedua gas bersamaan  dialirkan  pada  proses  penyerapan  CO 2 . Namun jika gas yang dialirkan CO 2 nya lebih banyak dan N 2 sedikit tentu proses penyerapan CO 2 jauh lebih efektif.
a. 600℃
b. 700℃
c. 800℃
Gambar 4. Jumlah adsorpsi CO 2 pada 298 K 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 151 - 157
a. 600℃ b. 700℃ c. 800℃
Gambar 5. Jumlah adsorpsi CO 2 pada 353 K

## 3.3 Distribusi Ukuran Pori
Secara teori, kapasitas adsorpsi juga dipengaruhi oleh distribusi  ukuran  pori  dan  ukuran  luas  permukaan spesifik  dari  sampel  adsorben.  Pengukuran  distribusi dilakukan  hanya  pada  variasi  bahan  pengaktif  KOH, karena  pengukuran  ini  hanya  untuk  membuktikan apakah luas permukaan pori mempengaruhi kemampuan dalam penyerapan CO 2 .
Gambar 6. Adsorpsi desorpsi N 2 dengan bahan pengaktif KOH
Hasil  pengukuran  luas  permukaan  pori  spesifik  dan distribusi  ukuran  pori  berdasarkan  hasil  pengukuran adsorpsi dan desorpsi N 2 pada Gambar 6. Berdasarkan hasil pengukuran didapatkan luas permukaan adsorben  pada  temperatur  800℃  lebih  besar dibandingkan  temperatur  lainnya  yaitu  sebesar  23 m 2 /g  diikuti  oleh  temperatur  700℃  dan  600℃  yang masing-masing memiliki luas permukaan sebesar 2,65 m 2 /g dan 1,2  m 2 /g. Hasil ini sesuai dengan data  yang didapatkan  ketika  pengukuran  adsorpsi  isoterm, dimana  variasi  temperatur  800℃  memiliki  nilai adsorpsi  isoterm  yang  lebih  baik  diikuti  temperatu 700℃  dan  600℃.  Sehingga  disimpulkan  bahwa  luas permukaan pori spesifik mempengaruhi kemampuannya  dalam  menyerap  CO 2 ,  semakin  besar luas permukaan  spesifik  maka adsorben tersebut juga akan lebih banyak dalam menyerap CO 2 .
Namun,  pada  pengukuran  ini  data  yang  didapatkan hanya  luas  permukaan  pori,  sedangkan  data  volume pori dan grafik distribusi pori tidak terdeteksi oleh alat Belsorp-Max II. Hal ini terjadi karena terlalu kecilnya ukuran pori dari adsorben arang kulit jengkol tersebut. Sehingga  alat  tidak  bisa  melakukan  pengukuran dengan  metode  BJH.  Hal  ini  juga  menggambarkan bahwa  arang  kulit  jengkol  tidak  cocok  dijadikan sebagai adsorben dalam menyerap CO 2 .

## 4.   Kesimpulan
Karbon  aktif  disiapkan  dengan  menggunakan  metode pirolisis  di  bawah  temperatur  aktivasi  dan  bahan pengaktif  yang  berbeda  menggunakan  kulit  jengkol sebagai  bahan  baku.  Kondisi  optimum  pembuatan karbon  aktif  kulit  jengkol  ditentukan  pada  suhu aktivasi  800℃  dengan  bahan  pengaktif  KOH+urea. Luas permukaan spesifik yang disiapkan pada kondisi optimum adalah 23 m 2 /g, sedangkan data volume pori dan  grafik  distribusi  ukuran  pori  tidak  dapat  diukur karena  memiliki  luas  permukaan  yang  sangat  kecil
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0 20 40 60 80 100 120 Ju ml ah A d so rp si / mm o l( S T P ) g -1 Tekanan /kPa KOH KOH+Urea Urea 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 20 40 60 80 100 120 ADS 600 C DES 600 C ADS 700 C DES 700 C ADS 800 C DES 800 C
Muhammad Fadhil Rahman 1 , Adjar Pratoto 2* , Dendi Adi Saputra 3 , Akio Kodama 4
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 151 - 157
sehingga  tidak  terdeteksi  oleh  alat  ukur.  Keadaan  ini berbanding lurus juga dengan kapasitas adsorpsi CO 2 pengukuran.  Semakin  tinggi  kapasitas  adsorpsi,  luas permukaan  spesifik  juga  semakin  tinggi.  N 2 tidak memiliki  kapasitas  penyerapan  yang  tinggi,  sehingga keberadaan N 2 ketika pengukuran adsorpsi  CO 2 tidak akan  terlalu  mempengaruhi.  Terlalu  kecilnya  ukuran pori  dan  kemampuan  penyerapan  CO 2 menyatakan bahwa arang aktif kulit jengkol tidak cocok dijadikan sebagai adsorben CO 2 .

## Ucapan Terimakasih
Kami  mengucapkan  terimakasih  kepada  Departemen Teknik  Mesin  Universitas  Andalas  yang  telah memberikan  sebagian  dukungan  finansial  terhadap penelitian ini.

## Daftar Rujukan
[1] A.  A.  Azmi  and  M.  A.  A.  Aziz,  Mesoporous  adsorbent for  CO 2 capture  application  under  mild  condition:  A review, J  Environ  Chem  Eng ,  vol.  7,  no.  2,  p.  103022, Apr. 2019, doi: 10.1016/j.jece.2019.103022.
[2] F.  F.  Zaemi  and  R.  C.  Rohmana,  Carbon  Capture, Utilization,  and  Storage  (CCUS)  untuk  Pembangunan Berkelanjutan:  Potensi  dan  Tantangan  di  Industri  Migas Indonesia, 2021.
[3] P.  D.  Dissanayake,  S.  You,  A.  D.  Igalavithana,  and  Y. Xia,  Biochar-based  adsorbents  for  carbon  dioxide capture, Renewable and Sustainable Energy Reviews , vol. 119, no. 119, Mar. 2020, doi: 10.1016/j.rser.2019.109582.
[4] W.  Hao,  E.  Björkman,  M.  Lilliestråle,  and  N.  Hedin, Activated carbons  prepared from hydrothermally carbonized  waste  biomass  used  as  adsorbents  for  CO 2 , Appl  Energy ,  vol.  112,  pp.  526–532,  Dec.  2013,  doi: 10.1016/j.apenergy.2013.02.028.
[5] X.  Zhang,  Y.  Huang,  H.  Gao,  X.  Luo,  Z.  Liang,  and  P. Tontiwachwuthikul,  Zeolite  catalyst-aided  tri-solvent blend  amine  regeneration:  An  alternative  pathway  to reduce  the  energy  consumption  in  amine-based  CO2 capture  process, Appl  Energy ,  vol.  240,  pp.  827–841, Apr. 2019, doi: 10.1016/j.apenergy.2019.02.089.
[6] M.  Mohamedali,  D.  Nath,  H.  Ibrahim,  and  A.  Henni, Review  of  Recent  Developments  in  CO 2 Capture  Using Solid  Materials:  Metal  Organic  Frameworks  (MOFs),
Greenhouse  Gases ,  pp.  115–154,  Mar.  2016,  doi: 10.5772/62275.
[7] Z.  H.  Lee,  K.  T.  Lee,  S.  Bhatia,  and  A.  R.  Mohamed, Post-combustion  carbon  dioxide  capture:  Evolution towards  utilization  of  nanomaterials, Renewable  and Sustainable  Energy  Reviews ,  vol.  16,  no.  5,  pp.  2599– 2609, Jun. 2012, doi: 10.1016/j.rser.2012.01.077.
[8] B.  Petrovic,  M.  Gorbounov,  and  S.  Masoudi  Soltani, Influence  of  surface  modification  on  selective  CO 2 adsorption:  A  technical  review  on  mechanisms  and methods, Microporous  and  Mesoporous  Materials ,  vol.
312,
p.
110751, Jan. 2021,
doi:
10.1016/j.micromeso.2020.110751.
[9] C. H. Yu, C. H. Huang, and C. S. Tan, A review of CO 2 capture  by  absorption  and  adsorption, Aerosol  Air  Qual Res ,  vol.  12,  no.  5,  pp.  745–769,  Oct.  2012,  doi:
10.4209/aaqr.2012.05.0132.
[10] H.  Fauza,  I.  Ferita,  and  N.  E.  Putri,  Studi  awal penampilan fenotipik plasma nutfah jengkol (Pithecollobium  jiringa)  di  Padang,  Sumatera  Barat,  in Pros  Semnas  Masy  Biodiv  Indon ,  Padang:  Masyarakat Biodiversitas Indonesia, Mar. 2015. doi:
10.13057/psnmbi/m010104.
[11] S.  Pandia  and  B.  Warman,  Pemanfaatan  Kulit  Jengkol Sebagai  Adsorben  Dalam  Penyerapan  Logam  Cd  (II) Pada  Limbah  Cair  Industri  Pelapisan  Logam, Jurnal Teknik Kimia USU , vol. 5, no. 4, p. 57, 2016.
[12] D. Bednarska and M. Koniorczyk, Comparison of various methods  applied  in  porous  materials  microstructure analysis in regard to hardened cement paste, MATEC Web of  Conferences ,  vol.  282,  no.  02043,  2019,  doi: 10.1051/matecconf/201928.
[13] G. Yin, Q. Liu, Z. Liu, and W. Wu, Extension of Kelvin equation  to  CO 2 adsorption  in  activated  carbon, Fuel Processing Technology , vol. 174, pp. 118–122, Jun. 2018, doi: 10.1016/j.fuproc.2018.02.006.
[14] R.  A.  Rasyid,  Erdawati,  and  D.  Darwis,  Pengaruh Penambahan  Biokar  Sekam  Padi  Terhadap  Penyerapan Gas CO 2 (Carbon Dioxide) Dan Kuat Tekan Pada Plester Dinding, JRSKT - Jurnal Riset Sains dan Kimia Terapan , vol. 8, no. 1, pp. 10–22, Oct. 2019, doi: 10.21009/jrskt.081.02.
[15] A.  Gao,  N.  Gua,  M.  Yan,  M.  Li,  and  F.  Wang, Hierarchical  porous  carbon  activated  by  CaCO 3 from pigskin  collagen  for  CO 2 and  H2  adsorption,  Micropor,
Mesopor. Mat , vol. 260, pp. 172–179, 2018.
[16] H. Wei, S. Deng, B. Hu, and Z. Chen, Granular Bamboo- Derived Activated Carbon for High CO 2 Adsorption, The Dominant  Role  of  Narrow  Micropores,  ChemSusChem , vol. 5, no. 12, pp. 2354–2360, 2012, doi: 10.1002/cssc.201200570.
[17] P.  Zhang et  al. ,  A  new  choice  of  polymer  precursor  for solvent-free  method:  Preparation  of  N-enriched  porous carbons  for  highly  selective  CO 2 capture, Chemical Engineering  Journal ,  vol.  355,  pp.  963–973,  Jan.  2019, doi: 10.1016/j.cej.2018.08.219.
[18] A.  Rehman  and  S.  J.  Park,  Tunable  nitrogen-doped microporous  carbons:  Delineating  the  role  of  optimum pore  size  for  enhanced  CO 2 adsorption, Chemical Engineering  Journal ,  vol.  362,  pp.  731–742,  Apr.  2019, doi: 10.1016/j.cej.2019.01.063.
[19] X.  Suo,  L.  Xia,  Q.  Yang,  and  Z.  Zhang,  Synthesis  of anion-functionalized  mesoporous  poly  (ionic  liquid)s  via a  microphase  separation-hypercrosslinking  strategy: highly  efficient  adsorbents  for  bioactive  molecules, J. Mater. Chem.  A ,  vol.  5, no.  27, pp. 14114–14123,  2017, doi: 10.1039/C7TA01986F.