ISSN: 2721-6225 (print)
page 9-18

## PENGARUH VARIASI KATALIS MUFFLER SEPEDA MOTOR TERHADAP HASIL GAS BUANG

## THE EFFECT OF VARIOUS MUFFLER CATALYSTS FOR MOTOR CYCLES EMMISIONS
Misbachudin 1) , Raybian Nur 1) , Ikna Urwatul Wusko 1)
1 Politeknik Negeri Banjarmasin, Banjarmasin, Indonesia email: misbach.mt@poliban.ac.id*, raybianbyan@poliban.ac.id, ikna.uw@poliban.ac.id
Received: 06 April 2023
Accepted: 12 April 2023
Published:
12 April 2023

## Abstract
The  purpose  of  this  research  is  to  make  a  catalytic  converter  with  a  variety  of metals in order to determine the effect of exhaust emissions on motorcycles. The research  method  used  is  the  type  of  experiment.  Variables  Used  Are  Stainless Steel, Copper, Aluminum, And Fiberglass. Based on the Emission Test, it can be concluded  that  the  results  of  this  study  at  3000  rpm  indicate  that  there  is  a decrease  in  CO2  levels  of  1.24%,  and  also  Hc  by  141.7  ppm  CO2  3.1%,  this occurs in the copper catalyst. In the aluminum catalyst at the same Rpm there was a  decrease  in  Hc  content  of  143.7  ppm  and  a  decrease  in  co  content  of  1.15% carbon  dioxide  decreased  by  2.9%.  In  Spongesteel  Catalyst  At  3000  Rpm  there was a decrease in CO levels of 1.49%, while for HC levels there was a decrease of 166.34  ppm  and  carbon  dioxide  decreased  by  3.47%.  As  for  the  Fiberglass Catalyst, the CO content decreased by 1.21% and the HC content was 154.4 ppm, and the carbon dioxide content decreased by 3.04%.
Keywords: Aluminum, Exhaust Gas Emissions, Spongesteel

## Abstrak
Penelitian  ini  membuat  alat  catalytic  converter  dengan  memvariasikan penggunaan  material  logam  agar  dapat  mengetahui  pengaruh  emisi  gas  buang pada sepeda motor. Metode penelitian yang digunakan adalah jenis ekperimental. Variabel  yang  digunakan  yakni  stainless  steel,  tembaga,  aluminium,  dan fiberglass. Hasil pengujian pada rpm 3000 menunjukkan bahwa adanya penurunan kadar  CO2  1,24%,  dan  juga  HC  sebesar  141,7  ppm  CO2  3,1%,  ini  terjadi  pada katalis  tembaga.  Pada  katalis  aluminium  pada  rpm  yang  sama  terjadi  penurunan kadar  hc  sebesar  143,7  ppm  dan  kadar  CO  turun  sebesar  1,15%  karbondioksida turun  sebesar  2,9%.  Pada  katalis  spongesteel  pada  rpm  3000  terjadi  penurunan kadar CO sebanyak 1,49%, sedangkan untuk kadar HC terjadi penurunan 166,34 ppm  dan  karbondioksida  turun  3,47%.  Sedangkan  untuk  katalis  fiberglass  kadar CO  menurun  sebesar  1,21%  dan  kandungan  HC  sebesar  154,4  ppm,  dan  kadar karbondioksida turun sebesar 3,04%.
Kata kunci: Aluminium, Emisi Gas Buang, Spongesteel
DOI: 10.20527/jtamrotary.v7i`1.216 How  to  cite :  Misbachudin.,  Nur,  R.,  &  Wusko,  I.  U.,  “Pengaruh  Variasi  Katalis  Muffler  Sepeda  Motor Terhadap Hasil Gas Buang” . JTAM ROTARY, 5(1), 9-18, 2023.

## PENDAHULUAN
Motor bensin merupakan salah satu jenis mesin yang melakukan pembakaran dalam untuk  mengkonversikan  energi  kimia  menjadi  energi  gerak  dengan  bantuan  piston  untuk melakukan  kompresi  campuran  bahan  bakar  dan  udara  hingga  terjadi  ledakan  akibat percikan  bunga  api.  Syarat  terjadinya  pembakaran  yaitu  adanya  bahan  bakar,  udara,  dan api/ panas (Warju, 2014).
Emisi  gas  buang  merupakan  sisa  hasil  pembakaran  bahan  bakar  di  dalam  mesin pembakaran  dalam.  Di  Indonesia  sistem  pembuangan  disebut  dengan  nama  knalpot, merupaan kata serapan dari bahasa Belanda yang memiliki arti saringan suara (Ismiyati et al , 2014).
Beberapa zat yang dihasilkan oleh emisi gas buang adalah gas karbondioksida (CO 2 ), hidrokarbon  (HC),  karbon  monoksida  (CO),  uap  air  (H 2 O),  nitrogen  oksida  (NO),  dan partikulat  (Syahruji  &  Ghofur,  2019).  Temperatur  yang  tinggi,  gas-  gas  yang  tidak sederhana  dan  molekul-  molekul  pada  zat  dasar  akan  pecah  menjadi  atom-atom  yang membutuhkan  panas  dan  menyebabkan  kenaikan  temperatur  (Siswantoro et  al ,  2012). Reaksi  endodermik  dan  disosiasi  bergantung  pada  temperatur  dan  waktu  kontak”. Beberapa faktor yang mempengaruhi emisi gas buang yaitu jenis kendaraan, bahan bakar, dan kondisi kendaraan. Cara pengurangan kadar emisi gas buang diantaranya peningkatan kualitas  bahan  bakar,  pengembangan  bahan  bakar  nabati,  pengermbangan  bahan  bakar alternatif  seperti  gas  hidrogen  dan  menggunakan  tenaga  listrik,  serta  pengetatan  standar emisi gas buang melalui teknologi (Oktaviani, 2017).
Di beberapa Negara untuk pencemaran udara yang dihasilkan oleh emisi gas buang sudah  menurun  secara  signifikan  dengan  penggunaan catalytic  converter dan  didukung dengan penggunaan bahan bakar yang memiliki kandungan timbal rendah (Warju, 2014).

## Gambar 1. Katalis Knalpot
Dengan  menggunakan  alat  tersebut  mampu  mengurangi  kadar  emisi  gas  buang  dan juga  menjadikan  emisi  gas  buang  yang  ramah  lingkungan  (Mokhtar  &  Wibowo,  2018). Saat  ini permasalahan  yang sedang dialami  adalah material  yang digunakan untuk  proses pembuatan catalytic  converter tergolong  mahal.  Oleh  karena  itu  perlunya  untuk  mencari alternatif  material  yang  mudah  didapat,  murah,  dan  memiliki  fungsi  mengurangi  kadar emisi gas buang meskipun tidak sekompleks catalytic converter (Seto, 2013).

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  diambil  oleh  penulis  adalah  jenis  eksperimen.  Penelitian jenis  ekperimen  merupakan  penelitian  yang  melakukan  pengumpulan  data  dan  juga perolehan data secara langsung.
Variabel penelitian terdiri dari:
1. Variabel bebas
a. Knalpot tanpa menggunakan alat katalis logam atau jenis knalpot standar supra fit tahun 2004.
b. Knalpot  menggunakan  katalis aluminium yang  telah  di  potong  potong  terlihat pada gambar 2.
Gambar 2. Katalis Dengan Penggunaan Filter Aluminium
c. Knalpot  menggunakan  katalis  dengan  bahan  kabel  tembaga  terlihat  pada gambar 3.
Gambar 3. Katalis Dengan Penggunaan Filter Tembaga
d. Knalpot menggunakan katalis yang terbuat dari sponge steel dapat terlihat pada gambar 4.
e. Knalpot menggunakan katalis dari bahan fiberglass
f. RPM 1000, 2000, dan 3000
2. Variabel terikat pada pengujian ini adalah emisi gas buang dengan menggunakan alat uji emisi QROTECH Type QRO-401 yang terlihat pada gambar 5.
Gambar 5. Alat Uji Emisi Gas Buang
Spesifikasi exhause gas analyzer type QRO-401 pada tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi gas analyzer type QRO-401 Pengukuran O 2 , CO, HC, CO 2 ,  , AFR,  dan NO x Metode pengukuran CO, HC, CO 2 , menggunakan metode NDIR
O 2 , NO x , menggunakan electrochemical cell Jarak pengukuran CO = 0,00 9,99% HC = 0 9999 ppm Resolusi 0,01% 1 ppm Tampilan 4 digit 7 segment LCD 4 digit 7 segment LCD Waktu pemanasan Sekitar 2- 8 menit Power AC 220 volt dan 50/ 60 hz Konsumsi 50 watt Suhu operasi 0   40 o C Berat 4,5 kg Asesoris dasar Probe, probe hose, spare fuse, spare filter, buku petunjuk penggunaan, kabel power 3. Variabel terkontrol
a. Bahan bakar jenis pertalite dengan nilai oktan 90
b. Sepeda motor jenis Honda Supra Fit tahun 2004
c. Volume isi katalis logam dan fiberglass masing masing adalah 166,106 cm 3

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  menggunakan  analisa  data  deskriptif.  Dimana  data  yang  diperoleh ditampilkan  dalam  bentuk  grafik  kemudian  dibandingkan  dan  dianalisa  pengaruh  variasi katalis pada knalpot kendaraan dengan kecepatan rpm 1000, 2000, dan 3000 terhadap hasil emisi  gas  buang  dengan  menggunkan  bahan  bakar benzene jenis pertalite .  Pengujian  ini bertujuan  untuk  mengetahui  hasil  efek  emisi  gas  buang  yang  terjadi  dengan  pergantian katalis pada knalpot yang sama. Adapun emisi gas buang  yang diamati diantaranya kadar CO,  HC,  CO 2 ,  dan  O 2 .  Perbandingan  penggunaan  katalis  terhadap  kandungan  CO mendapatkan hasil seperti pada gambar 6.
Gambar 6. Grafik Perbandingan Kadar CO Terhadap Variasi Katalis
Pada gambar 6, terlihat  bahwa pada rpm 1000 kandungan CO pada knalpot standar memiliki  nilai  yang  paling  tinggi  daripada  knalpot  dengan  menggunakan  katalis  dengan nilai 2.06 %, serta pada rpm 3000 knalpot standar memiliki nilai kandungan senyawa CO yang paling tinggi juga. Selain itu untuk katalis yang memiliki kandungan emisi CO paling rendah terjadi pada knalpot dengan menggunakan katalis spongesteel , pada rpm 1000 dan 3000 kanlpot dengan menggunakan katalis spongesteel memiliki kadar senyawa CO yang rendah dibanding dengan katalis jenis lain.
Penyebab knalpot standar memiliki emisi CO tertinggi dikarenakan beberapa faktor, salah  satunya  adalah  knalpot  sudah  mulai  tidak  dapat  dengan  efisien  menangkap  emisi jenis  ini  dikarenakan glasswool knalpot  sudah  mulai  kotor  disebabkan  masa  penggunaan yang  sudah  lama.  Penyebab  knalpot  dengan  menggunakan  katalis  jenis spongesteel memiliki  tingkat  emisi  yang  lebih  sedikit  dikarenakan spongesteel memiliki  bahan  yang mampu mengikat unsur CO dengan baik, yakni bahan stainless steel yang dilapisi dengan bahan anti karat dan  juga tahan terhadap panas diakibatkan campuran seng dan baja yang ada dalam spongesteel dengan cara glavanisasi (Mokhtar & Wibowo, 2018).

## Gambar 7. Grafik Perbandingan Kadar HC
Pada  gambar  7  grafik  tersebut  menunjukan  bahwa  kandungan  HC  pada  knalpot standar memiliki nilai yang tinggi dibanding dengan knalpot dengan menggunakan katalis, pada  rpm  1000  nilai  HC  pada  knalpot  standar  memiliki  nilai  paling  tinggi  dan  pada  rpm 3000  terjadi  penurunan  kadar  HC.  Pada  rpm  3000  knalpot  dengan  menggunakan  katalis spongesteel memiliki kadar HC paling rendah dibanding dengan katalis yang lainnya.
Penyebab knalpot standar memiliki kandungan HC yang lebih besar daripada knalpot dengan menggunakan katalis adalah knalpot standar yang digunakan penulis sebagai salah satu  variabel  uji  emisi  telah  memiliki  masa  pakai  yang  telah  lama,  hal  tersebut menyebabkan daya serap dan daya saring glasswool terhadap gas tersebut mulai melemah. Sedangkan  penyebab  dari  spongesteel  mampu  menyaring  gas  tersebut  adalah  pada  rpm 3000,  suhu  pembakaran  meningkat  menyebabkan  transfer  panas  dari  pangkal  knalpot menuju bibir knalpot yang menyentuh katalis juga meningkat dan menyebabkan isi katalis berupa  spomgesteel  juga  ikut  memanas  yang  akan  melakukan  perombakan  senyawa  HC akibat  panas  tersebut,  karbon  akan  mudah  menempel  pada  logam  yang  memiliki temperatur yang tinggi (Syahruji & Ghofur, 2019).

## Gambar 8. Grafik Perbandingan Kadar CO 2
Pada  gambar  8  terlihat  bahwa  knalpot  standar  memiliki  nilai  kandungan  CO 2 yang sangat tinggi daripada knalpot dengan menggunakan katalis, hal tersebut terjadi pada rpm rendah  hingga  rpm  tinggi.  Selain  itu  untuk  knalpot  yang  menggunakan  katalis  dan memiliki kadar dan memiliki kadar CO 2 terendah dimiliki oleh katalis spongesteel. Penyebab utama dari knalpot standar memiliki kadar emisi CO 2 yang tinggi karena hasil pembakaran tidak tersaring dengan sempurna, juga diakibatkan karena daya serap gas pada  knalpot  telah  melemah,  itu  karena  didalam  knalpot  standar  hanya  terdapat  peredam suara  dalam  bentuk  glasswool,  dan  apabila  masa  pakainya  telah  lama  maka  karbon  kan melekat pada benda itu dan seiring berjalannya waktu akan  menyebabkan kurangnya daya serap unsur tersebut. Sedangkan penyebab katalis spongesteel dan tembaga memiliki daya serap yang mampu mengurangi kadar emisi gas buang berupa CO 2 dikarenakan kedua jenis katalis  tersebut  mampu  menerima  panas  dan  menyimapan  panas  dengan  baik.  Hal  itu menyebabkan  perombakan  senyawa  CO 2 menjadi  unsur  karbon  yang  akan  melekat  pada katalis dan juga unsur oksigen yang akan dikeluarkan keudara bebas (Wicaksono, 2014).

## Gambar 9. Grafik Perbandingan Kadar O 2
Pada gambar 9 menunjukan bahwa knalpot standar memiliki kadar emisi gas buang berupa oksigen yang rendah dan knalpot dengan menggunakan katalis spongesteel memliki kadar oksigen yang paling tinggi daripada jenis katalis yang lain.
Penyebab  knalpot  standar  memiliki  kadar  emisi  oksigen  yang  rendah  dipengaruhi beberapa  factor  diantaranya  terjadi  pembakaran  oksigen  yang  lebih  banyak  pada  ruang bakar,  dan  juga  campuran  ideal  sehingga  tidak  banyak  sisa  oksigen  yang  dikeluarkan  ke knalpot, selain itu penyebab lain adalah tidak adanya unsur didalam knalpot standar yang mampu merombak CO 2 menjadi O 2 . Penyebab  katalis spongesteel memiliki  kadar  oksigen  yang  lebih  tinggi  daripada yang  lain  dikarenakann  pada spongesteel senyawa    CO 2 akan  diuraikan  menjadi  unsur karbon  dan  juga  oksigen,  selain  itu  terdapat  penyebab  lain  yakni  adanya  kebocoran  pada knalpot, serta pembakaran didalam mesin bersifat kurus yaitu pembakaran didalam mesin memiliki kadar udara yang lebih banyak ≥dibanding dengan kada bahan bakar (Utomo et al , 2016).
Pada  rpm  3000  menunjukkan  bahwa  adanya  penurunan  kadar  karbon  monoksida 1,24%, dan juga hidrokarbon sebesar 141,7 ppm karbon dioksida 3,1% dari data awal, ini terjadi  pada  katalis  tembaga.  Pada  katalis  aluminium  pada  rpm  yang  sama  terjadi penurunan  kadar  HC  sebesar  143,7  ppm  dan  kadar  CO  turun  sebesar  1,15% karbondioksida  turun  sebesr  2,9%.  Pada  katalis  spongesteel  pada  rpm  3000  terjadi penurunan  kadar  CO  sebanyak  1,49%,  sedangkan  untuk  kadar  HC  terjadi  penurunan 166,34 ppm dan karbondioksida turun 3,47%. Sedangkan untuk katalis fiberglass kadar CO menurun sebesar 1,21% dan kandungan HC sebesar 154,4 ppm, dan kadar karbondioksida turun sebesar 3,04%.
Tabel 2. Ambang batas emisi gas buang Kategori Tahun Pembuatan Parameter Metode Uji CO (%) HC (ppm) Sepeda motor 2 langkah < 2010 4,5  12000 idle
Sepeda motor langkah < 2010 5,5 2400 idle Sepeda motor (2 langkah dan langkah) ≥ 2010 4,5 2000 idle

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pembahasan maka didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Katalis spongesteel menghasilkan  kadar  CO  paling  rendah  pada  rpm  3000  yaitu sebesar  0,97%  pada  saat  dilakukan  pengujian,  hal  ini  berpengaruh  positif  terhadap lingkungan  dan  manusia,  kandungan  CO  yang  tinggi  dapat  membuat  manusia keracunan , karena senyawa CO dapat dengan mudah diikat oleh hemoglobin darah.
2. Katalis  dengan  penurunan  kadar  HC  yang  terendah  dimiliki  oleh  katalis  jenis  Jenis katalis  dengan  kadar  CO 2 terendah  terjadi  pada  katalis  jenis spongesteel dengan kadar  emisi  0,83%  pada  rpm  3000.  Hal  ini  berdampak  positif  yaitu  menghasilkan bahan  makanan  untuk  tumbuhan  berfotosintesis  dan  juga  berdampak  negative  pada pembentukan efek rumah kaca dan pemanasan global
3. Jenis katalis dengan kadar CO 2 terendah terjadi pada katalis jenis spongesteel dengan nilai 64,66 ppm, hal ini dilakukan pengujian pada rpm 3000. Penurunan kadar emisi dalam  bentuk  HC  berdampak  positif  pada  manusia,  itu  dikarenakan  senyawa  HC bersifat racun.
4. Katalis  spongesteel  merupakanjenis  katalis  yang  memiliki  kadar  emisi  gas  buang dalam bentuk  oksigen terbanyak  yaitu 18,19% pada rpm 3000. Hal  itu berpengaruh terhadap lingkungan dan juga berpengaruh terhadap mesin itu sendiri.
5. Berdasarkan  peraturan  kementerian  lingkungan  hidup  tentang  ambang  batas  emisi gas  buang  yang  dihasilkan  oleh  semua  jenis  katalis  dan  knalpot  standar  supra  fit tahun 2004 masih dibawah ambang batas emisi gas buang yang ditentukan dan masih bersifat aman untuk digunakan.

## REFERENSI
Mokhtar, A., & Wibowo, T. (2018, August). Catalityc converter jenis katalis stainless steel berbentuk  sarang  laba-laba  untuk  mengurangi  emisi  kendaraan  bermotor.  In Prosiding SENTRA (Seminar Teknologi dan Rekayasa) (No. 1).
Ismiyati,  Marlita,  D.,  &  Saidah,  D.  (2014).  Pencemaran  Udara  Akibat  Emisi  Gas  Buang Kendaraan  Bermotor.  Jurnal  Manajemen  Transportasi  &  Logistik  (JMTransLog) 1(03), Hal. 241-248.
Oktaviani,  K.  (2017,  Juni  27).  Mengenal  Standar  Emisi  Gas  Buang  Eropa.  [Online]. Tersedia:http://www.esdm.go.id/en/media-center/news-archive/mengenal-standar- emisi-gas-buang-eropa. Diakses 4 Mei 2021
Seto, B. (2013). Perancangan Knalpot Berbasis Spongesteel Untuk Mengurangi Emisi Gas Buang Pada Sepeda Motor. Teknik Mesin: Universitas Negeri Semarang.
Siswantoro,  Lagiyono,  &  Siswiyanti.  (2012).  Analisa  Emisi  Gas  Buang  Kendaraan Bermotor  4  Tak  Berbahan  Bakar  Campuran  Premium  Dengan  Variasi  Penambahan Zat Aditif. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pancasakti Tegal.
Syahruji,  S.,  &  Ghofur,  A.  (2019).  Penggunaan  Kuningan  Sebagai  Bahan  Catalytic Converter  Terhadap  Emisi  Gas  Buang  Dan  Performa  Mesin  Suzuki  Shogun  Axelo 125. Scientific Journal of Mechanical Engineering Kinematika, 4(2), 67-78.
Utomo,  S.H.S.,  Mufarida,  N.A.,  Efan  N,  A.  (2016).  Pengaruh  Catalytic  Converter Tembaga  (Cu)  Terhadap  Konsentrasi  Gas  Karbon  Monoksida  (CO)  Dan  Hidro Karbon  (HC)  Pada  Gas  Buang  Sepeda  Motor  4  Langkah  125  cc.  Teknik  Mesin Universitas Muhammadiyah Jember.
Warju.  (2014).  Pengaruh Metallic Catalytic  Converter Tembaga  Berlapis  Krom  dan  Air Induction  System  (Ais)  terhadap  Reduksi  Emisi  Gas  Buang  Yamaha  New  Jupiter MX. Pdf. JTM Universitas Negeri Surabaya.3(02), Hal 2-6.
Warju. 2014. Unjuk Kemampuan Metallic Catalytic Converter Berbahan Dasar Kuningan Berlapis  Nikel  terhadap  Performa  Mesin,  Reduksi  Emisi  Gas  Buang,  dan  Tingkat Kebisingan  Sepeda  Motor  Yamaha  V-ixion  Tahun  2011.  Pdf.  JTM.  Volume  02 Nomor 03 Tahun 2014, 1-10. Universitas Negeri Surabaya. (Hal 2, 6, 11).
Wicaksono,  Y.  A.  (2014).  Pengaruh  Catalytic  Converter  Titanium  Dioksida  Terhadap Emisi Gas Buang Sepeda Motor Honda Supra X 125. J. Tek. Mesin UNESA, 3, 197- 206.