## PERANCANGAN ALAT PENURUN EMISI GAS KARBONMONOKSIDA MENGGUNAKAN MATERIAL TEMBAGA SEBAGAI KATALISATOR PADA MOTOR HONDA BEAT
Erma Yuniati Fakultas Teknologi Industri, Program Studi Teknik Mesin Universitas Jayabaya Email: erma.yuniaty@gmail.com

## Amin Dwi Prasetyo
Fakultas Teknologi Industri, Program Studi Teknik Mesin Universitas Jayabaya Email: amindwiprasetyo50@gmail.com

## ABSTRAK
Emisi gas buang kendaraan bermotor menyumbang 60-70% pencemaran udara di Indonesia. Salah  satu  gas  berbahaya  yang  terkandung  didalam  gas  buang  kendaraan  bermotor  adalah  gas karbon  monoksida  (CO).  Emisi  gas  karbon  monoksida  dapat  dikurangi  menggunakan  teknologi Catalytic Converter, yaitu penambahan logam katalis yang berfungsi sebagai oksidator gas karbon monoksida  (CO)  sehingga  dapat  bereaksi  menjadi  gas  karbon  dioksida  (CO 2 ).  Pada  umumnya, logam katalis yang digunakan adalah platinum dan palladium. Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa  tembaga  dapat  digunakan  sebagai  logam  katalis  alternatif.  Tembaga  berbentuk  plat segiempat  disusun  pada  sebuah  mur  sehingga  membentuk  sebuah  lapisan  katalis.  Lapisan  katalis kemudian  dimasukkan  kedalam  pipa stainless  steel yang  berfungsi  sebagai  wadah.  Penelitian  ini menggunakan  variasi  1  lapisan,  2  lapisan,  3  lapisan  dan  4  lapisan.  Emisi  gas  CO  pada  knalpot standar  adalah  249.24  ppm.  Emisi  gas  CO  mengalami  penurunan  setelah  pemasangan  katalis tembaga.  Emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  disetiap  variasi  lapisan  secara  berurutan  adalah  235.10 ppm,  204.5  ppm,  176.67  ppm,  159.97  ppm.  Semakin  banyak  lapisan  katalis  tembaga  yang digunakan maka semakin besar luas permukaan ( surface area ) dari katalisator sehingga emisi gas CO  yang  dihasilkan  semakin  kecil.  Katalisator  dengan  material  tembaga  dapat  digunakan  untuk mengurangi emisi gas karbon monoksida pada knalpot kendaraan.
Kata kunci : emisi, karbon, katalis, monoksida, MQ-7, tembaga

## 1. PENDAHULUAN
Udara  merupakan  zat  yang  paling  dibutuhkan  oleh  setiap  mahluk  hidup  di  bumi  setelah  air.  Udara mengandung unsur oksigen yang dibutuhkan oleh mahluk hidup untuk bernafas dan hidup [1]. Kandungan dari  gas-gas  di  udara  berbeda-beda  tergantung  tempat,  musim,  serta  siang  atau  malam.  Unsur  utama penyusun udara adalah nitrogen (N) dan oksigen (O). Sisa 1% gas terdiri dari gas mulia, karbon dioksida, uap air dan pencemar seperti nitrogen oksida [2].
Manusia  sebagai  mahluk  hidup  yang  memiliki  akal  berkewajiban  untuk  menjaga  kebersihan  dan kelestarian  udara  dengan  tidak  melakukan  perbuatan  yang  dapat  mencemari  lingkungan.  Manusia bertanggung jawab penuh untuk segala hal yang menyangkut penyebab dan akibat dari pencemaran yang ada di bumi karena manusia yang menyebabkan hal tersebut terjadi. Pertumbuhan aktivitas ekonomi dan urbanisasi  yang  cukup  tinggi  baik  diperkotaan  dan  subperkotaan  berpotensi  besar  dalam  meningkatkan penggunaan konsumsi energi, seperti pada kebutuhan bahan bakar guna pembangkit listrik, tungku-tungku industri dan transportasi. Pembakaran  bahan bakar ini merupakan  sumber-sumber pencemar utama  yang dilepaskan ke udara, seperti COx, NOx, SOx, SPM (Suspended Particulate Matter), Ox dan berbagai logam berat [3].
Berdasarkan  Peraturan  Pemerintah  RI  No.41/1999,  pencemaran  udara  adalah  masuknya  atau dimasukkannya  zat,  atau  energi,  dan/atau  komponen  lain  kedalam  udara  ambien  oleh  kegiatan  manusia, sehingga mutu udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya. Udara ambien adalah udara bebas yang ada dipermukaan bumi pada lapisan troposfir [4].
Pada  tahun  2012,  organisasi  Perserikatan  Bangsa-Bangsa  (PBB)  khususnya  World  Health Organization atau WHO yang menangani perihal kesehatan manusia di dunia melaporkan bahwa sekitar 7 juta  kematian  atau  1/8  kematian  di  dunia  disebabkan  oleh  pajanan  pencemaran  udara.  Tingkat  kematian tertinggi berada di negara-negara berkembang maupun tertinggal seperti Asia Tenggara dan Pasifik Barat dengan jumlah kematian sekitar 6 juta orang [5].
Departemen  Kesehatan  Republik  Indonesia  menyatakan  pencemaran  udara  di  Indonesia  saat  ini semakin  menghawatirkan.  Pencemaran  udara  tersebut  berasal  dari  berbagai  kegiatan  manusia  antara  lain industri,  trasportasi,  perkantoran,  perumahan  dan  berbagai  aktifitas  manusia  lainnya.  Kegiatan-kegiatan tersebut merupakan penyumbang terbesar dari pencemaran udara. Di tingkat pertama yaitu emisi gas buang kendaraan  bermotor  sebagai  sumber  polusi  udara  terbesar  mencapai  60-70%,  lebih  besar  apabila dibandingkan dengan pencemaran udara yang dihasilkan oleh perindustrian yang hanya berkisar antara 10- 15%.  Oleh  karena  itu  diperlukan  sebuah  perbaikan  sistem  kerja  kendaraan  bermotor  guna  mengurangi tingkat pencemaran udara yang dihasilkan [6].
Didalam langkah kerja sebuah mesin kendaraan bermotor hingga dapat menghasilkan energi gerak diproduksi limbah berupa gas buang yang mengandung karbon monoksida (CO(g)), hidrokarbon (HC(g)), nitrogen oksida (NOx(g)), sulfur oksida (SOx(g)) dan timbal(s). Kandungan setiap kendaraan berbeda-beda bergantung  pada  jenis  bahan  bakar  serta  efisiensi  pembakaran  yang  terjadi  pada  ruang  bakar  kendaraan tersebut [7].
Menurut Nevers, kendaraan bermotor merupakan sumber dari pencemaran udara yang menghasilkan emisi CO, dan sekitar 40 – 50 persen juga menghasilkan emisi HC serta NOx. Kendaraan bermotor juga menghasilkan partikulat dan SO2, namun kandungan yang dihasilkan tidak sebanyak CO, HC dan NOx [8].
Wardhana menjelaskan bahwa karbon monoksida adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan  tidak  berasa.  Gas  CO  dapat  berbentuk  cairan  pada  suhu  dibawah  -192oC.  Gas  CO  sebagian  besar berasal  dari  pembakaran  bahan  bakar  fosil  dengan  udara  sehingga  berbentuk  gas  buangan.  Kota  besar seperti Jakarta yang memiliki lalu lintas yang padat akan menghasilkan banyak gas CO sehingga kadar CO didalam udara relatif tinggi dibandingkan daerah pedesaan [9].
Monoksida  yang  terhirup  kedalam  tubuh  manusia  dapat  mempengaruhi  kesehatan,  yaitu  tekanan fisiologikal terutama pada  penderita penyakit jantung, dan keracunan darah. Gas ini dapat menyebabkan penurunan daya tampung darah terhadap oksigen sehingga dapat berpengaruh buruk untuk tubuh manusia [10][11].
Selama ini, uji emisi dilakukan pada waktu-waktu tertentu dan hanya berkonsentrasi pada kendaraan roda empat. Rencananya pihak Dinas Lingkungan hidup DKI Jakarta akan mewajibkan roda dua untuk ikut uji emisi [12]. Untuk menanggulangi pencemaran udara berupa gas karbonmonoksida yang dihasilkan dari gas buang kendaraan bermotor, Pemerintah melalui Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup RI No.10 tahun  2012  mengatur  standarisasi  emisi  gas  buang  kendaraan  bermotor  yang  dapat  digunakan  oleh masyarakat.  Aturan  ini  mengatur  ambang  batas  kandungan  gas  beracun  seperti  gas  CO  (karbon monoksida), gas HC (hidrokarbon) dan gas NOx (oksid nitrogen) yang ada didalam gas buang kendaraan bermotor. Aturan ini telah mengacu pada standar eropa yaitu euro III. Pada kendaraan bermotor tipe baru kategori L dengan metode pengujian I (MODE TEST) yaitu ECE R40 UDC Mode (Cold Start), kendaraan bermotor beroda dua dengan kapasitas silinder kurang dari 150 cm3 dengan desain kecepatan maksimum lebih dari 50 km/jam maka nilai ambang batas parameter gas CO adalah 2.0 gram/Km [13].
Usaha  untuk  mengurangi  produksi  gas  CO  dari  kendaraan  bermotor  dibagi  menjadi  2  cara,  yaitu mengontrol  proses  karburasi  pembakaran  pada  ruang  bakar  agar  pembakaran  lebih  sempurna  dan menambahkan sebuah alat untuk mengubah gas CO menjadi gas yang tidak beracun. Namun pengaturan karburasi tidak dapat dilakukan pada kendaraan lama karena performa ruang bakar yang sudah menurun.
Teknologi  paling  efektif  untuk  menurunkan  emisi  gas  karbon  monoksida  adalah  menerapkan Catalytic  Converter  pada  sistem  gas buang knalpot  kendaraan bermotor. Catalytic Converter  adalah  satu dari teknologi alternatif untuk menurunkan polutan yang dihasilkan kendaraan bermotor, khususnya mesin bahan bakar minyak bumi [14]. Fungsi pemasangan Catalytic Converter pada sistem gas buang dari knalpot
kendaraan bermotor adalah merubah polutan berbahaya seperti karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon (HC) menjadi polutan yang tidak berbahaya seperti gas karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O) [15].
Katalis yang umum digunakan adalah logam mulia seperti Platinum dan Palladium [16]. Tetapi harga dari logam mulia tersebut relatif mahal, ketersediaannya yang langka dan beroperasi pada suhu yang tinggi.
Oleh karena itu penting dilakukan penelitian untuk menurunkan emisi gas karbon monoksida dengan menerapkan teknologi Catalytic Converter pada sistem gas buang di knalpot kendaraan bermotor. Logam yang  digunakan  adalah  logam  transisi  dengan  ketersediaan  yang  melimpah  dan  harganya  relatif  murah sehingga  dapat  menjadi  logam  katalis  alternatif.  Logam  tersebut  adalah  Tembaga  (Cu)  [17].  Tembaga dipilih  sebagai  logam  katalis  karena  ketersediaannya  yang  melimpah,  harganya  yang  relatif  murah  dan dapat bereaksi pada suhu yang lebih rendah dari logam mulia seperti Platinum. Alat penurun emisi gas CO haruslah  mudah  dipasang,  tidak  merubah  sistem  knalpot  sebelumnya,  dan  dapat  menurunkan  emisi  gas karbon monoksida.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Dalam  penelitian  ini,  penulis  menggunakan  metode  deskriptif.  Teknik  pengumpulan  data  dan informasi yang dibutuhkan sebagai bahan penulisan adalah sebagai berikut :
1. Studi Kepustakaan ( Study Literature )
Studi  kepustakaan  dilakukan  dengan  cara  mempelajari  berbagai  bacaan  dan  literatur  yang berkaitan dengan permasalahan untuk kemudian di catat dan di rangkum.

## 2. Penelitian Lapangan ( Field Reserch )
Dilakukan dengan cara mengumpulkan data dan informasi secara langsung dengan mengamati fenomena-fenomena  yang  terjadi  ketika  pengujian  serta  pengamatan  untuk  mendapatkan  data hasil pengujian.

## 3. Analisa Data
Analisa  data  dilakukan  dengan  mencocokkan  data  yang  didapat  dari  proses  penelitian  di lapangan  dengan  teori-teori  yang  digunakan  sebagai  landasan  penelitian.  Berdasarkan perhitungan dan analisa data, maka ditarik sebuah kesimpulan.

## 3. HASIL PENELITIAN
Berdasarkan studi literatur yang diperoleh, maka alat ukur emisi gas buang khususnya gas CO yang akan  digunakan  adalah  Mikrokontroller  Arduino    Uno  R3  dan  sensor  MQ-7.  Selain  harganya  yang ekonomis, alat ini dipilih karena sudah ada penelitian sebelumnya yang membahas mengenai alat tersebut sebagai alat ukur gas CO.

## 4.1. Desain
Desain  dari  alat  penurun  emisi  gas  CO  dirancang  sedemikian  rupa  untuk  memaksimalkan  proses menurunkan  emisi  gas  buang  CO.  Desain  alat  dibuat  berdasarkan  studi  literatur  yang  dilakukan  dengan beberapa modifikasi model dan bentuk.

## Gambar 3.1 Tampak Depan Alat Penurun Emisi Gas CO
Bagian  yang  berwarna  jingga  merupakan  plat  tembaga  berbentuk  persegi  panjang.  Jumlah plat  tembaga  per  satu  buah  katalis  (1  baris)  adalah  23  buah.  Ukuran  panjang    dan  lebar  plat tembaga yang dibutuhkan sesuai Gambar 1 adalah sebagai berikut :
1. 12mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
2. 14mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
3. 16mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
4. 17mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
5. 18mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
6. 19mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
7. 20mm x 10mm, sebanyak 2 buah.
8. 21mm x 10mm, sebanyak 4 buah.
9. 22 mm x 10mm, sebanyak 5 buah.
Jarak  antara  baris  –  baris  katalis  yang  dipasang  didalam  ruang  pipa  stainless  steel  dapat dilihat pada Gambar 3.2.

## Gambar 3.2 Tampak Atas Alat Penurun Emisi Gas CO dengan 4 Lapisan Katalis

## 4.2. Perancangan Hardware dan Program MQ-7
Perancangan  alat  ukur  ini  didasarkan  pada  penelitian  sebelumnya,  meliputi  bentuk  dan rangkaian  kelistrikan  yang  digunakan  oleh  Mikrokontroller  Arduino  Uno  R3  dan  sensor  MQ-7. Software yang digunakan adalah Arduino IDE 1.8.6. Software ini digunakan untuk  memprogram Mikrokontroller Arduino Uno R3 sehingga data analog yang dikirimkan sensor MQ-7 dapat diolah sedemikian  rupa  menghasilkan  data  jumlah  gas  CO  pada  satuan  PPM  (Part  Per  Million). Rangkaian kelistrikan komponen hardware dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian Kelistrikan Hardware
Rangkaian  kelistrikan  Hardware  yang  diperlihatkan  pada  Gambar  3.6  dihubungkan  oleh kabel jumper male-female. Kabel berwarna merah digunakan untuk memberikan suplai daya pada sensor  MQ-7.  Daya  yang  digunakan  adalah  5Volt.  Kabel  berwarna  biru  merupakan  kabel grounding  (GND)  atau  disebut  kutub  negatif  dari  sensor  MQ-7.  Kabel  berwarna  hijau menghubungkan panel A0 yang digunakan untuk mengirimkan sinyal analog dari sensor MQ-7 ke mikrokontroller Arduino Uno R3. Rangkaian kelistrikan dari  Gambar 3, dapat  dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Rangkaian Kelistrikan Kabel Mikrokontroller Sensor Merah 5V VCC Biru GND GND Hijau A0 A0
Program  MQ-7  adalah  sebuah  program  yang  digunakan  untuk  mengoperasikan mikrokontroller  Arduino  Uno  R3  dan  sensor  MQ-7  dalam  proses  pengukuran  kadar  gas  CO. Program  MQ-7  dimasukkan  kedalam  mikrokontroller  melalui  software/aplikasi  Arduino  IDE 1.8.6.  Program  ini  berisi  fungsi  persamaan  linier  PPM  =  4.0926  x  (100.227(ADC/100)  yang berasal  dari  penelitian  sebelum  nya  mengenai  kalibrasi  data  sensor  MQ-7.  Fungsi  tersebut digunakan  untuk  merubah  data  ADC  (Analog  Digital  Converter)  yang  dihasilkan  oleh Mikrokontroller  Arduino  Uno  R3  dari  proses  pengukuran  sensor  MQ-7  menjadi  data  kuantitatif gas karbon monoksida pada satuan PPM (Part Per Million).
Program  MQ-7  digunakan  untuk  merubah  data  ADC  menjadi  data  kadar  gas  CO  dalam satuan  PPM  (Part  Per  Million).  Data  ADC  adalah  data  yang  dihasilkan  dari  pengukuran  sensor MQ-7 berupa data pengolahan sinyal analog menjadi sinyal digital oleh mikrokontroller.
Data  ADC  dikirimkan  melalui  signal  input  A0  atau  analogRead(A0)  kemudian  diproses menjadi data sensorValue pada aplikasi Arduino IDE. Kemudian masukkan fungsi PPM = 4.0926 x  (100.227(ADC/100)  untuk  mengolah  data  ADC  menjadi  data  PPM.  Fungsi  tersebut  dirubah menjadi  fungsi  PPM=4.0926*pow(10,(0.227*(sensorValue/100)))  ketika  dimasukkan  kedalam aplikasi Arduino IDE 1.8.6. Sensor volt adalah tegangan yang dihasilkan sensor MQ-7. Data yang dihasilkan sensor MQ-7 memiliki rentang 10-bit atau 1024 data dan daya yang digunakan adalah 5 Volt.
Isi  dari  Program  MQ-7  yang  dimasukkan  kedalam  aplikasi  Arduino  IDE  1.8.6  dapat  dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Program MQ-7

## 4.3. Integrasi Semua Komponen
Integrasi semua komponen adalah perakitan komponen hardware dan proses instalasi software pada  alat  ukur  gas  CO.  Berikut  ini  merupakan  proses  integrasi  semua  komponen  hardware  dan software.

## 3.3.1. Perakitan Komponen Hardware
Langkah – langkah perakitan komponen hardware alat ukur gas CO adalah sebagai  berikut:
a. Mempersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
b. Mempersiapkan  papan  kayu  dengan  ukuran  20cm  x  15cm.  Melubangi  papan  kayu sebagai  lubang  masuk  baut  untuk  memasang  Mikrokontroller  Arduino  Uno  R3  dan Sensor MQ-7.
c. Memasang Mikrokontroller Arduino Uno R3 dan Sensor MQ-7 pada papan kayu dan menempelkan nya menggunakan mur dan baut.
d. Menghubungkan  Mikrokontroller  Arduino  Uno  R3  dan  Sensor  MQ-7  menggunakan Kabel jumper male-female sesuai desain rangkaian kelistrikan pada Gambar 3.
void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { float sensor_volt; float sensorValue; float PPM; sensorValue = analogRead(A0); sensor_volt = sensorValue*5.0/1024; PPM = 4.0926*pow(10,(0.227*(sensorValue/100))); Serial.print("ADC = "); Serial.println(sensorValue); Serial.print("VRL = "); Serial.print(sensor_volt); Serial.println(" V"); Serial.print("Kandungan Gas CO = "); Serial.print(PPM); Serial.println(" ppm"); Serial.print("\n\n"); delay(2000); }
Gambar 3.5 Alat Ukur Emisi Gas CO Gambar 3.15 Katalis Tembaga

## 3.4. Perakitan Alat Penurun Emisi Gas CO Alat Penurun Emisi Gas CO
Proses perakitan alat penurun emisi gas CO dilakukan secara bertahap. Proses ini dibagi menjadi 2 bagian, yaitu menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan serta proses produksi alat penurun emisi gas CO sesuai desain yang telah dibuat.
Komponen katalis yang sudah siap digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Katalis Tembaga Gambar 3.16 Alat Penurun Emisi Gas CO
3.5. Alat Penurun Emisi Gas CO 3.6 Pengambilan Data Emisi Gas CO
Jika  semua  komponen  sudah  terpasang  dengan  baik  sesuai  dengan  desain  gambar,  alat  siap  untuk digunakan dan dipasangkan pada knalpot kendaraan untuk dilakukan pengujian emisi gas CO.
Alat penurun emisi gas CO dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Alat Penurun Emisi Gas CO

## 4. PEMBAHASAN
Pengambilan data dibagi menjadi 2 sesi, yaitu Pengujian 1 dan Pengujian 2. Pengujian 1 adalah proses pengambilan  data  emisi  gas  CO  pada  knalpot  standar  tanpa  modifikasi.  Pengujian  2  adalah  proses pengambilan  data  emisi  gas  CO  pada  knalpot  yang  dipasangi  alat  penurun  emisi  gas  CO.Pengujian dilakukan di dalam ruangan tertutup. Data diukur dengan kondisi kecepatan putaran mesin 2000 rpm, ko Pengujian kadar emisi gas CO dilakukan pada motor Honda Beat 110cc yang menggunakan bahan bakar Pertalite. Pengukuran emisi gas CO dilakukan dengan sensor MQ-7 berbasis Arduino Uno R3. Emisi gas
CO diukur pada kecepatan putaran mesin 2000 rpm. Untuk mengukur kecepatan putaran mesin digunakan Tachometer yang terhubung pada koil busi kendaraan bermotor.
Pengujian ini menghasilkan data pengamatan berupa nilai ADC (Analog Digital Converter) dan nilai PPM (kadar gas CO dalam satuan ppm). ndisi tanpa beban dan jarak antara sensor MQ-7 dengan lubang keluaran asap knalpot adalah 2 cm (tetap).

## 4.1. Data Pengujian 1
Pengujian 1 adalah pengukuran emisi gas karbon monoksida yang dilakukan pada knalpot  standar. Knalpot  standar  yang  digunakan  merupakan  knalpot  bawaan  dari  pabrik  tanpa  modifikasi.  Pengukuran dilakukan pada kecepatan putaran mesin 2000 rpm.
Data pengukuran yang diperoleh ditampilkan pada menu Serial Monitor pada aplikasi Arduino IDE, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4.1

## Gambar 4.1 Data Hasil Pengukuran Pada Knalpot Standar
Berdasarkan analisa data dari beberapa pengujian yang telah dilakukan, emisi gas CO yang dihasilkan oleh knalpot standar adalah sebagai berikut. Dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data Pengamatan Emisi Gas CO pada Knalpot Standar
No. STANDAR ADC PPM 1 786 249.01 2 785 247.71 3 787 250.32 4 785 247.71 5 785 247.71 6 789 252.95 Rerata 249.24
Emisi gas CO pada knalpot standar berdasarkan pengujian 1 adalah 249.24 ppm.

## 4.2. Data Pengujian 2
Pengujian 2 adalah pengukuran emisi gas karbon monoksida yang dilakukan pada knalpot modifikasi yang  dipasangi  alat  penurun  emisi  gas  CO  di  lubang  keluaran  knalpot.  Pengukuran  dilakukan  pada kecepatan  putaran  mesin  2000  rpm.    Pengukuran  emisi  gas  CO  dilakukan  dengan  variasi  jumlah  katalis yaitu 1 lapisan, 2 lapisan, 3 lapisan dan 4 lapisan.
Disetiap  1  lapisan  katalis,  terdapat  23  buah  plat  tembaga.  Plat  tembaga  yang  digunakan  sebagai  katalis berbentuk  persegi  panjang  dengan  luas  permukaan  =  2(PxL)  +  2(PxT)  +  2(LxT).  Luas  permukaan  plat tembaga per 1 lapisan katalis dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Perhitungan Luas Permukaan Plat Tembaga pada 1 Lapisan Katalis
No. Ukuran Plat Luas Permukaan Jumlah Plat Luas Permukaan Panjang Lebar Tebal 1. 22 mm 10 mm 0.3 mm 459.2 mm 2 5 2296.0 mm 2 2. 21 mm 10 mm 0.3 mm 438.6 mm 2 4 1754.4 mm 2 3. 20 mm 10 mm 0.3 mm 418.0 mm 2 2 836.0 mm 2 4. 19 mm 10 mm 0.3 mm 397.4 mm 2 2 794.8 mm 2 5. 18 mm 10 mm 0.3 mm 376.8 mm 2 2 753.6 mm 2 6. 17 mm 10 mm 0.3 mm 356.2 mm 2 2 712.4 mm 2 7. 16 mm 10 mm 0.3 mm 335.6 mm 2 2 671.2 mm 2 8. 14 mm 10 mm 0.3 mm 294.4 mm 2 2 588.8 mm 2 9. 12 mm 10 mm 0.3 mm 253.2 mm 2 2 506.4 mm 2 Luas Permukaan per 1 Lapisan Katalis 8913.6 mm 2
Berdasarkan  perhitungan  pada  Tabel  4.4,  luas  permukaan  dari  plat  tembaga  yang  dimiliki  oleh  1 lapisan katalis adalah 8913.6 mm2.
Namun  karena  disetiap  2  buah  plat  katalis  diberikan  sebuah  ring  dengan  diameter  luar  7  mm  dan penggunaan mur dengan diameter 2 mm. Maka luas permukaan dari setiap plat katalis dikurangi dengan luas dari komponen tersebut. Lubang pada ring tertutupi mur sehingga luas permukaan dari mur dan baut dapat disatukan. Maka luas permukaan dari bagian yang menutupi plat adalah 1/4 D2 = 0.785 x (7 mm)2 yaitu  38.47  mm2.  Dikalikan  2  sisi  plat  tembaga  yang  tertutupi  yaitu  23  x  2  =  46,  sehingga  selisih  luas permukaan yang didapat adalah 38.47 mm2 x 46 = 1769.62 mm2.
Maka  luas  permukaan  katalis  tembaga  disetiap  1  lapisan  katalis  adalah  8913.6  mm2  dikurangi 1769.62 mm2 yaitu 7143.98 mm2. Luas permukaan di setiap variabel pengukuran, dapat dilihat pada Tabel 4.3.

## Tabel 4.3 Luas Permukaan Katalis Tembaga di Setiap Variabel Pengukuran
Alat penurun emisi gas CO merupakan sebuah pipa stainless steel yang didalamnya berisi lapisan – lapisan katalis yang terbuat dari susunan plat tembaga. Udara yang keluar dari lubang keluaran asap knalpot akan mengalir kedalam alat penurun emisi gas CO melalui celah-celah katalis sehingga proses oksidasi gas karbon monoksida dapat terjadi pada permukaan katalis tembaga. Untuk mengetahui luasan dari celah-celah pada alat penurun emisi gas CO maka luas lingkaran dari pipa stainless steel dikurangi luas tampak depan dari lapisan katalis tembaga.
Luas  lingkaran  dari  pipa  stainless  steel  dengan  diameter  dalam  23  mm  adalah  415.27  mm2. Sedangkan  luas  tampak  depan  dari  lapisan  katalis  tembaga  adalah  luas  tampak  depan  plat  tembaga ditambah luas tampak depan ring. Luas tampak depan dari ring adalah 7 mm x 0,5 mm x 24 buah yaitu 84 mm2. Luas tampak depan dari plat tembaga dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Luas Permukaan Tampak Depan dari Plat Tembaga No.  Plat Tembaga
Luas Jumlah Luas No. Jumlah Lapisan Katalis Luas Permukaan 1. 1 Lapisan 7143.98 mm 2 2. 2 Lapisan 14287.96  mm 2 3. 3 Lapisan 21431.94 mm 2 4. 4 Lapisan 28575.92  mm 2
Panjang  Lebar Plat 1. 22 mm 0.3 mm 6.6 mm 2 5 33.0 mm 2 2. 21 mm 0.3 mm 6.3 mm 2 4 25.2 mm 2 3. 20 mm 0.3 mm 6.0 mm 2 2 12.0 mm 2 4. 19 mm 0.3 mm 5.7 mm 2 2 11.4 mm 2 5. 18 mm 0.3 mm 5.4 mm 2 2 10.8 mm 2 6. 17 mm 0.3 mm 5.1 mm 2 2 10.2 mm 2 7. 16 mm 0.3 mm 4.8 mm 2 2 9.6 mm 2 8. 14 mm 0.3 mm 4.2 mm 2 2 8.4 mm 2 9. 12 mm 0.3 mm 3.6 mm 2 2 7.2 mm 2 Luas Tampak Depan Plat Tembaga 127.8 mm 2
Maka luas dari celah-celah pada alat penurun emisi gas CO adalah 415.27mm2  – (84mm2 +127.8 mm2) = 203.47 mm2.
Data  pengamatan  emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  dari  pengujian  2  ditampilkan  pada  menu  Serial Monitor pada aplikasi Arduino IDE. Tampilan dari data pengamatan pada variabel 4 lapisan katalis dapat dilihat pada Gambar 4.2.

## Gambar 4.2 Data Hasil Pengukuran pada Variabel 4 Lapisan Katalis
Kadar  emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  oleh  knalpot  modifikasi  disetiap  variasi  jumlah  katalis  dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Data Pengamatan Emisi Gas CO pada Knalpot Modifikasi
No. 1 Lapisan 2 Lapisan 3 Lapisan 4 Lapisan ADC PPM ADC PPM ADC PPM ADC PPM 1 774 233.87  747 203.09  720 176.36  701 159.69 2 775 235.10  751 207.38  719 175.44  703 161.36 3 775 235.10  748 204.15  721 177.28  704 162.21 4 776 236.33  746 202.03  723 179.15  701 159.69 5 777 237.57  743 198.89  720 176.36  699 158.03 6 773 232.65  755 211.76  719 175.44  700 158.85 Rerata 235.10 204.55 176.67 159.97
Data  pengamatan  pada  pengujian  2  menunjukkan  penurunan  emisi  gas  CO  disetiap  variasi  jumlah lapisan katalis. Secara berurutan kadar gas CO dari masing – masing variasi jumlah katalis adalah 235.10 ppm, 204.55 ppm, 176.67 ppm dan 159.97 ppm.

## 4.3. Perbandingan Hasil Pengujian 1 dan Pengujian 2
Logam tembaga telah diketahui sebelumnya merupakan salah satu jenis logam yang dapat berfungsi sebagai sebuah katalis oksidator senyawa karbon monoksida (CO). Nilai penurunan gas karbon monoksida akan berbanding lurus dengan jumlah lapisan katalis yang terdapat pada alat penurun emisi gas CO. Hal ini disebabkan  semakin  banyak  jumlah  lapisan  katalis  maka  semakin  luas  sebuah  permukaan  katalis. Perbandingan hasil pengukuran emisi gas CO disetiap pengujian yang telah dilakukan dapat  dilihat pada Tabel 4.6.

## Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Emisi Gas CO
Percobaan ke- Emisi Gas Karbon Monoksida Standar (ppm) 1 Lapisan (ppm) 2 Lapisan (ppm) 3 Lapisan (ppm) 4 Lapisan (ppm) 1 249.01 233.87 203.09 176.36 159.69 2 247.71 235.10 207.38 175.44 161.36 3 250.32 235.10 204.15 177.28 162.21 4 247.71 236.33 202.03 179.15 159.69 5 247.71 237.57 198.89 176.36 158.03 6 252.95 232.65 211.76 175.44 158.85 Rerata 249.24 235.10 204.55 176.67 159.97
Grafik pengukuran disetiap variabel pengukuran yang ditunjukkan oleh Tabel 4.6, dapat dilihat pada Gambar 4.3.

## Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengukuran Emisi Gas CO
Grafik  nilai  emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  pada  pengujian  1  dan  pengujian  2  dapat  dilihat  pada Gambar 4.4.

## Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Nilai Rerata Emisi Gas CO
Pada Gambar 3.3 terlihat grafik penurunan kadar gas CO terbesar terjadi pada alat penurun emisi gas CO yang memiliki jumlah katalis sebanyak 4 lapisan. Sedangkan penurunan kadar gas CO terendah terjadi pada alat penurun emisi gas CO yang memiliki katalis sebanyak 1 lapisan.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan data–data yang diperoleh berdasarkan hasil pengujian serta membandingkan teori – teori yang ada dengan data pengamata, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Katalisator dengan material tembaga mampu menurunkan emisi gas CO yang dihasilkan knalpot pada motor Honda Beat. Emisi gas CO yang dihasilkan pada knalpot standar adalah 249.24 ppm. Setelah pemasangan alat penurun emisi gas CO menggunakan tembaga  sebagai katalisator nya dengan variasi 1 lapisan, 2 lapisan, 3 lapisan dan 4 lapisan, emisi gas CO yang dihasilkan menjadi 235.10 ppm, 204.55 ppm, 176.67 ppm dan 159.97 ppm.
2. Jumlah  lapisan  dari  katalis  tembaga  yang  digunakan  pada  Alat  Penurun  Emisi  Gas  CO mempengaruhi  luas  permukaan  (surface  area)  dari  katalisator.  Semakin  besar  luas  permukaan katalisator  maka  penurunan  emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  akan  semakin  besar.  Pada  variasi  1 lapisan  katalis  dengan  luas  permukaan  7143.98  mm2,  emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  adalah 235.10  ppm  atau  turun  sebesar  14.14  ppm  (5.67%).  Sedangkan  pada  variasi  4  lapisan  katalis dengan luas permukaan 28575.92 mm2, emisi gas CO yang dihasilkan adalah 159.97 ppm atau turun sebesar 89.27 ppm (35.81%).
3. Alat  penurun  emisi  gas  CO  yang  menggunakan  material  tembaga  sebagai  katalisator  dapat digunakan  untuk  menurunkan  emisi  gas  CO  yang  dihasilkan  kendaraan  bermotor  dengan  cara memasangnya dilubang keluaran asap knalpot.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Agusnar, H. 2007. “Kimia Lingkungan”. USU Press. Medan
[2] “Kandungan Gas Di Udara”. Diakses tanggal 18 Juni 2018 15.56 http://peneliti.id/kandungan-gas-di- udara/amp/
[3] Budiyono, Afif. 2001. “Pencemaran Udara : Dampak Pencemaran Udara pada Lingkungan”. Penerbit : LAPAN
[4] Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara.
[5] WHO, 2014. “Ambient Outdoor and Health Quality”. Diakses tanggal 9 Mei 2018. http://www.who.int/phe/health_to pics/outdoorair/databases/en/
[6] Menteri Kesehatan RI. 2010. “Profil Kesehatan Republik Indonesia Tahun 2009”.
[7] Isnaini, Wahyu Laila. 2012. “Pengaruh Paparan Gas CO Terhadap Kelelahan Kerja pada Pedagang Asongan di Terminal Tirtonadi Surakarta”. Surakarta
[8] Nevers, Noel de. 2000. “Air Pollution Control Engineering”. Second edition. McGraw-Hill International Editions. Tokyo.
[9] Wardhana, Wisnu Arya. 2004. “Dampak Pencemaran Lingkungan”. Penerbit: Andy. Yogyakarta.
[10] Soedomo, M. 2001. “Pencemaran Udara”. Penerbit : ITB Press. Bandung.
[11] Yulianti et all. 2013. “Analisis Konsentrasi Gas Karbon Monoksida (CO) pada Ruas Jalan Gajah Mada Pontianak”. Universitas Tanjungpura: Pontianak.
[12] Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia No.10 Tahun 2012 tentang Baku Mutu Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru Kategori L3.
[13] Harian Kompas. Senin, 23 Oktober 2017. “Siap-Siap, Tahun Depan Sepeda Motor Ikut Uji Emisi”. Penulis : Setyo Adi Nugroho.
[14] Heisler, Heinz. 1995. “Advanced Engine Technology”. London : Willesden Centre.
[15] Degobert, P. “Automobiles and Polutan”. Society of Automotive Engineers”. Inhec 1995, pp 24-372.
[16] Nikit, B, Patel., Saurabah B Patel., Milan S Patel., and Diptesh Patel. 2013. “Catalytic Converter Made of Non-noble Mateial for an Automobile”. Journal of Scientific Research  Development. Vol. 1. Issues 9 : ISSN 2321-0613.
[17] Abinesh, J., Arun Kumah J., and Dinesh Kumar S. 2014. “Minimizations Of Engine Emission by Using Non-noble Material Based Catalytic Converter”. Journal of Development Research. Vol. 1. issues 11. pp 2463-2468.
[18] Arya Wardhana, Wisnu. 2001. “Dampak Pencemaran Lingkungan” (edisi revisi)”. Penerbit: Andi. Yogyakarta.
[19] Amqam H dan Hasyim Djaffar M. 2006. “Buku Ajar Pencemaran Udara”. Jurusan Kesehatan Lingkungan. FKM-UNHAS. Makassar.
[20] Tim Badan Eksekutif WALHI. 1998. “Reformasi di Bidang Pengelolaan Lingkungan Hidup”.
[21] Aminullah S. 2005. “Sinergis UU 23 tahun 1992 tentang Kesehatan, Peraturan Presiden 7 tahun 2005 tentang RPJMN tahun 2004-2009 Bab 28, dengan UU no 32 tahun2004 tentang Pmerintahan Daerah dalam Melahirkan Visi Baru Kesehatan Indonesia”. Disampaikan pada Seminar Nasional 4 tahun Desentralisasi Kesehatan di Indonesia, Makassar 7-9 Juni 2005.
[22] Morlok, Edward K. 1995. “Pengantar Teknik dan Perencanaan Transportasi”. Erlangga : Jakarta.
[23] Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia No. 10 Tahun 2012 tentang “Baku Mutu Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru Kategori L3”.
[24] www.arduino.cc Tanggal akses 20 Agustus 2018. Pukul 21.00 WIB.
[25] Pradika, G. R., Sumardi, Budi, S. 2010. “Pengendalian Putaran Kipas Ventilator pada Smart Smooking Area Menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535 dan Sensor Gas MQ–7”. Jurnal Transmisi, 12:155–159.
[26] “MQ-7 Datasheet – Technical Data MQ-7 Sensor”. Hanwei Electronics CO ., LTD.
[27] Campbell, I.M. 1988. “Catalyst of Surface”. Chapman and Hall. New York. pp. 1-3.
[28] Matthey, Johnson. 2014. “Dennis Dowden and The Development of Catalyst Science”. Technology Review.
[29] Bosch GmbH, Robert. 1999. “Gasoline-Engine Management”. Automotive Technology Volume 2. Bosch Handbook. Stuttgart, Jerman. Penerbit : Wiley.
[30] Husselbee, William L. 1985. “Automotive Cooling Exhaust, Fuel and Lubricating Systems”. A Prentice Hall Company, Reston, Virginia.
[31] Cholilulloh, M. Sudjada. 2014. “Pengaruh Metallic Catalytic Converter Tembaga Berlapis Krom dan Air Induction System (AIS) terhadap Reduksi Emisi Gas Buang Yamaha New Jupiter MX”. Teknik Mesin : Universitas Negeri Surabaya.
[32] Nisa, Khairatun., dkk. 2016. “Desain Innovation of Motorcycle Muffler by Applying Catalytic Converter Based on Non-Noble Material to Reduce Exhaust Emission”. Universitas Negeri Semarang
: Semarang. ISSN : 2321-9009.
[33] Cahyono, Arif., dkk. “Pengaruh Katalis Oksida Tembaga + Krom Terhadap Emisi Gas CO, CO2 dan HC pada Kendaraan Bermotor”. Surabaya : Institut Teknologi Surabaya.
[34] Aryanto, Arif., Razif, Muhammad. “Studi Penggunaan Tembaga (Cu) Sebagai Catalytic Converter pada Knalpot Sepeda Motor Dua Tak Terhadap Emisi Gas CO”. Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Surabaya
[35] Semuel Kete Sarungallo, I Gusti Putu Raka Agung, Lie Jasa. 2017.”Rancang Bangun Alat Ukur Uji Emisi Gas Karbon Monoksida (CO) Berbasis Mikrokontroler”. Teknologi Elektro. Universitas Udayana : Bali.
[36] Hammond, C. R.  2004. “The Element”. Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. ISBN 0-8493-0485-7.)
[37] Brown, Lester. 2006. “Plan B 2.0 : Rescuing a Planet Under Stress and a Civilization in Trouble”. New York : W.W. Norton. Halaman 109. ISBN 0-393-32831-7
[38] Jong, A.M., 1994, “Surface Spectroscopy of Model Catalyst”. Phd. Thesis, Technische Universitiet Findoven.
[39] Jenbacher. 1996. “Spark Ignition Engine Design Vol 3”. Jerman: Jenbacher Energy System.
[40] Munson, Bruce R., Donald F. Young, Theodore H.Okiishi. “ Mekanika Fluida Jilid 2”. Erlangga. 2003.
[41] Nakayama, Y. 2000. “Introduction to Fluid Mechanics”. Butterworth Heintmann.
[42] Sanata, Andi. 2012. “Analisis Variasi Temperatur Logam Katalis Tembaga (Cu) Pada Catalytic Converter Untuk Mereduksi Emisi Gas Karbon Monoksida (CO) dan Hidrokarbon (HC) Kendaraan Bermotor”. Jurnal ROTOR, Volume 5 Nomor 1.
[43] Irawan, RM.Bagus. “Rancang Bangun Modifikasi Catalytic Converter Dengan Material Substrat Tembaga (Cu) Pada Saluran Gas Buang Kendaraan Bermotor Untuk Mereduksi Emisi Gas Buang Karbon Monoksida”. Staff Pengajar Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang.
[44] Rosyidah, A. 1998. “Pengaruh Komposisi Katalis Campuran CuO, NiO dan Cr2O3 terhadap Optimasi Oksida Karbon Monoksida”. Tesis Magister. Bidang Khusus Kimia Fisik Program Studi Kimia. Surabaya : Institut Teknologi Surabaya.