Pengertian, Jenis dan Fungsi Catalytic Converter

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh, bagaimana kabar sahabat hebat semua? semoga dalam keadaan sehat tanpa kurang suatu apa, Amiin. Alhamdulillah pada kesempatan kali ini kita bisa belajar bersama lagi tentang materi di dunia otomotif, pada kesempatan kali ini kita akan belajar bersama tentang catalytic converter.

Latar Belakang dan Fungsi

Secara sederhana, catalytic converter adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengurangi gas berbahaya pada gas buang kendaraan. Secara teoritis, pembakaran pada kendaraan adalah sebagai berikut

C8H18 (bahan bakar) + O2 (oksigen) → CO2 (karbondioksida) + H20 (air) 

Namun pada kenyataannya, ada beberapa faktor yang mengakibatkan pembakaran pada mesin belum bisa menghasilkan pembakaran seperti pada persamaan diatas, hal terebut dikarenakan:

1. Sampai saat ini belum ada mesin yang mampu menghasilkan pembakaran 100% sempurna, sehingga rumus pada persamaan diatas belum bisa 100% tercapai.
2. Udara yang masuk ke mesin tidak hanya oksigen saja, sehingga udara lain yang ikut masuk ke dalam mesin itu akan ikut bereaksi saat proses pembakaran (udara diatmosfir tersusun dari 78% Nitrogen, 20% oksigen dan gas lainya)
3. Bahan bakar yang digunakan juga mengandung unsur lain seperti Sulfur (S), Timbal (Pb), dll

Sehingga pembakaran dalam mesin akan menghasilkan persamaan yg kurang lebih sebagai berikut:

C8H18 + Pb + N2 + S + O2 → CO2 + CO + H2O + N2 + HC + PbOX + SOX +
NOX

Nah, Secara garis besar gas beracun yang dihasilkan proses pembakaran pada kendaraan beserta karakteristiknya adalah sebagai berikut

Gas Beracun pada Gas Buang Kendaraan

1. HC (hidrocarbon) Gas ini berasal dari bahan bakar bensin yang tidak terbakar, biasanya HC yang tinggi disebabkan oleh sistem pengapian yang tidak bekerja dengan normal. Selain itu HC juga berasal dari uap pada tangki dan blow by gass (kebocoran kompressi ke ruang crankcase)
2. CO (carbon monoksida) Gas ini berasal dari jumlah campuran udara dan bahan bakar yang tidak sesuai (terlalu kaya). Jika Gas HC tadi adalah bahan bakar yang tidak terbakar, untuk gas CO ini adalah sisa bahan bakar yang tidak terbakar secara sempurna. Penyebab dari tingginya emisi CO pada kendaraan ini biasanya diakibatkan oleh penyetelan bahan bakar yang tidak sesuai (terlalu boros). Filter udara yang kotor juga akan mempengaruhi tingginya kadar CO.
3. NOx (nitrogen oksida) Gas ini berasal dari unsur Nitrogen yang bereaksi dengan oksigen, syarat Nitrogen dapat bereaksi dengan oksigen adalah adanya Oksigen dan Suhu yang tinggi. Oleh sebab itu kadar NOx ini akan tinggi ketika suhu pembakaran terlalu tinggi, Sebagai contoh adalah ketika campuran BB dan udara terlalu kurus / irit
4. Pb (timah / timbal) Senyawa ini berasal dari bahan bakar itu sendiri, timbal sengaja ditambahkan ke dalam bahan bakar untuk menaikan nilai oktan. Contoh bahan bakar yang sudah tidak menggunakan timbal adalah Pertamax
5. CO2 (karbon dioksida) Gas ini dihasilkan dari pembakaran yang sempurna. Sebenarnya gas ini tidak begitu beracun karena dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis, Namun apabila jumlahnya telalu banyak, dapat mengakibatkan pemanasan global karena efek rumah kaca.
6. SO2 (sulfur) Senyawa ini berasal dari bahan bakar bensin yang mengandung sulfur, Gas ini bersifat iritan yang akan mengakibatkan iritasi. Gas ini juga menjadi pemicu timbulnya hujan asam yang bersifat korosif

Nah, Secara garis besar itulah tadi emisi yang dikeluarkan oleh kendaraan. dari ketiga emisi tersebut, ada sebuah alat yang dapat menurunkan kadarnya sehingga rebih ramah lingkungan. alat tersebut bernama catalytic converter

Jenis Catalytic Converter

Pada perkembangannya, Catalytic converter ada 2 jenis. Generasi awal bernama two way catalytic converter dan generasi yang modern bernama three way catalytic converter. Apa perbedaannya? secara sederhana, perbedaan dari kedua catalitic converter tersebut adalah jumlah jenis gas yang dapat di kendalikan. Pada jenis CC Two way hanya ada 2 gas uang dapat dikendalikan yaitu gas CO dan HC, sedangkan pada 3 way catalitic converter ada 3 gas yang dikendalikan yaitu CO, HC dan NOx

Two Way Catalitic Converter

Two way catalitic converter bekerja dengan cara me-oksidasi HC dan CO sehingga menjadi H20 dan CO2

2CO (karbon monoksida) + O2 (oksigen) → 2CO2 (karbondioksida)

HC (hidrokarbon)+ O2 (oksigen)→ CO2 (karbondioksida)+ H2O (air)

Untuk proses kerjanya, catalitic converter jenis ini memerlukan tambahan oksegen dari luar, adapun cara penambahan oksigenya ada yang model menggunakan pompa dan ada model yang menggunakan membran seperti pada gambar berikut

Sebagai syarat agar HC dan CO dapat dioksidasi di catalityc converter, suhu catalityc converter harus mencapai suhu sekitar 500’c

Three Way Catalityc Converter

3 way CC ini adalah jenis yang pada masa ini umum digunakan, dipasang pada saluran exhaust, three way catalitic converter ini bekerja dengan cara me-oksidasi HC dan CO sehingga menjadi H20 dan CO2, oksigen yang digunakan untuk me-oksidasi HC dan CO berasal dari Oksigen yang dilepas (direduksi) dari NOx, bahan yang digunakan sebagai katalis adalah rhodium, platinum dan palladium, proses oksidasi CO dan HC beserta Reduksi NOx secara sederhana dapat dilihat pada persamaan berikut:

NOx (nitrogenoksid) → N (nitrogen)+ O2 (oksigen)

2CO (karbon monoksida) + O2 (oksigen) → 2CO2 (karbondioksida)

HC (hidrokarbon)+ O2 (oksigen)→ CO2 (karbondioksida)+ H2O (air)

Syarat catalityc conveter ini dapat bekerja dengan baik adalah AFR (air fuel ratio) / perbandingan udara dan bahan bakarnya harus mendekati 14.7 (ideal / stochiometeri / lambda = 1), oleh sebab itu CC ini harus didukung dengan sistem injeksi close loop (system injeksi yg sudah menggunakan 02 sensor) yang dapat mempertahankan AFR selalu mendekati 1

Itulah tadi ulasan tentang catalityc converter, semoga dapat menambah wawasan rekan – rekan semua dan semoga tidak bingung :babyboy1 sekiam, wassalamu’alaikum