Bagaimana Biomassa Dari Pohon Dapat Mengubah Dunia

Lebih dari 30 persen daratan dunia terdiri dari hutan, dan diperkirakan ada lebih dari 3 triliun pohon di Bumi. Dalam keadaan alaminya, pohon dan tumbuhan berkayu lainnya sangat penting untuk semua aspek kehidupan di bumi. Ini termasuk penyerapan karbon dioksida, menyediakan habitat bagi spesies hewan dan organisme lain yang tak terhitung jumlahnya, mencegah erosi tanah, dan menyediakan penyaringan udara dan sumber air yang vital.

Namun, biomassa dari pohon dapat digunakan dengan berbagai cara yang mungkin tidak Anda duga, terutama untuk mendukung kimia ramah lingkungan dan berkelanjutan. Baca terus untuk mengetahui lebih lanjut.

baterai

Permintaan akan bahan baterai terus meningkat setiap hari, dan salah satu solusinya adalah sumber karbon terbarukan untuk menghasilkan grafit—komponen penting dari banyak baterai lithium-ion. 

Grafit terbuat dari graphene berlapis — polimer karbon murni, tersusun dalam lembaran heksagonal. Pengaturan ini memungkinkan elektron mengalir dengan mudah dari satu sumber ke sumber lainnya, menjadikannya elektroda sempurna di dalam baterai yang dibutuhkan untuk kendaraan listrik dan perangkat bertenaga baterai lainnya. Grafit sangat tangguh dan stabil, dan dapat berguna untuk jangka waktu yang lama tanpa mengalami degradasi. Substansi terjadi secara alami, tetapi permintaan akan volume dan kemurnian material telah membuat rute sintetis yang berbeda menjadi lebih utama. Metode ini seringkali mengambil sumber karbon dari bahan bakar fosil seperti metana, dan membutuhkan banyak energi, sehingga meminimalkan manfaat fungsional penggunaan baterai sama sekali.

Biomassa kayu terutama terdiri dari lignin dan selulosa—dua polimer paling melimpah di bumi—yang terutama terdiri dari karbon, dengan sedikit hidrogen dan oksigen. Polimer organik kompleks ini dapat dipecah atau disusun kembali menjadi banyak molekul bermanfaat lainnya, termasuk grafit dan grafena, sebagai pengganti bahan bakar fosil yang tidak berkelanjutan. 

Bahan Kimia

Dengan kombinasi perlakuan dan katalis yang tepat, lignin dan selulosa dapat digunakan untuk mensintesis banyak bahan kimia bernilai komersial, yang sebelumnya berasal dari bahan bakar fosil. Sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Journal of American Chemical Society menemukan bahwa katalis asam padat, seperti zeolit ​​dan garam anorganik, dapat secara efektif mensintesis asam akrilat dari asam laktat, dengan tingkat konversi setinggi 92%. 

Asam laktat adalah produk sampingan umum dari penguraian biomassa lignoselulosa dari pohon dan tanaman berkayu lainnya. Asam akrilat dan akrilat lainnya adalah bahan kimia industri utama, yang biasa digunakan dalam perekat, cat dan poles, bahan penyerap super, dan sebagai bahan baku untuk polimer dan plastik utama lainnya. Rute katalitik baru ini tidak hanya lebih berkelanjutan daripada asam akrilat yang berasal dari bahan bakar fosil, tetapi juga berpotensi lebih hemat biaya—yang merupakan salah satu kelemahan terbesar dalam mengembangkan proses baru yang berkelanjutan.

Biofuels

Bahan bakar mungkin merupakan penggunaan biomassa yang paling menjanjikan, sebagai pengganti minyak bumi yang terbarukan. Secara teori, biofuel dapat dibakar untuk energi dan tetap netral karbon (atau bahkan karbon negatif) karena penyerapan karbon sebagai bagian dari pertumbuhan tanaman. 

Ada tiga kategori biofuel yang berbeda, tergantung pada asal materi tanaman. Biofuel generasi pertama bersumber dari tanaman pangan yang ada, seperti jagung atau kedelai, dan membutuhkan pemrosesan yang relatif sedikit untuk berubah menjadi sumber bahan bakar yang layak seperti etanol atau minyak. Namun, satu kelemahannya adalah terbatasnya jumlah lahan subur yang tersedia di Bumi. Untuk menyediakan tanaman yang cukup untuk keperluan pangan dan bahan bakar, tata letak lahan pertanian global perlu dioptimalkan, serta penggunaan sumber daya seperti air dan pupuk. 

Biomassa kayu dianggap sebagai biofuel generasi kedua, karena seringkali berasal dari limbah proses yang ada seperti pembuatan kertas atau pengolahan kayu. Karena sebagian besar terbuat dari lignin dan selulosa, diperlukan lebih banyak energi untuk memecahnya menjadi hidrokarbon yang lebih sederhana yang kemudian dapat digunakan untuk bahan bakar. Biofuel generasi kedua juga dapat dibuat dari limbah pertanian, seperti jerami gandum atau batang jagung, setelah digunakan sebagai tanaman pangan. 

Biofuel generasi ketiga berasal dari alga penghasil minyak, yang membutuhkan fasilitas khusus untuk memproduksi bahan baku bahan bakar. Setelah minyak diperoleh dari alga, pembuatannya menjadi bahan bakar relatif mudah. Namun, mencapai pertumbuhan ganggang yang optimal itu menantang dan mahal. 

Chemwatch ada di sini untuk membantu

Prihatin dengan proses kimia Anda? Kami di sini untuk membantu. Pada Chemwatch kami memiliki berbagai pakar yang mencakup semua bidang manajemen bahan kimia, mulai dari penyimpanan bahan kimia hingga Penilaian Risiko hingga pemetaan panas, eLearning, dan lainnya. Hubungi Kami hari ini untuk mengetahui lebih lanjut!

sumber:

• https://www.nature.org/en-us/what-we-do/our-priorities/build-healthy-cities/cities-stories/benefits-of-trees-forests/ 
• https://www.bbc.com/future/article/20221215-the-batteries-made-from-wood
• https://phys.org/news/2023-01-chemical-catalyst-renewable-coatings-diapers.html
• https://passel2.unl.edu/view/lesson/b983ed434704 
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785322012846