CATALYTIC CONVERTER

Catalytic converter merupakan pengembangan dari jenis katalis padatan yang digunakan untuk membantu proses konversi, reduksi dan oksidasi zat-zat berbahaya hasil pembakaran bahan bakar dari mesin kendaraan bermotor dan industri. Alat ini dapat mengubah gas oksida nitrogen, CO, dan HC menjadi gas yang tidak berbahaya. Oksida nitrogen di ubah menjadi gas nitrogen dan gas oksigen, gas karbon monoksida di ubah menjadi gas karbon dioksida, sedangkan hidrokarbon yang tidak terbakar di ubah menjadi gas karbon dioksida dan uap air. 

Alat katalitik konverter tersusun dari dua katalis , yaitu katalis reduksi (reduction catalyst) dan katalis oksidasi (oxidization catalyst). Kedua katalis ini di lapisi katalis logam, seperti platinum, rodium, dan palladium. Baik katalis reduksi maupun katalis oksidasi, struktur permukaannya di desain sedemikian rupa untuk memaksimalkan permukaan katalis sekaligus meminimalkan jumlah katalis yang di pakai. Perlu di ketahui, harga katalis logam mahal. Ada dua jenis struktur permukaan, yaitu struktur sarang lebah (honeycomb) dan keramik (ceramic beads). Struktur sarang lebah paling banyak di gunakan.

Berikut penjelasan tahapan kerja dari Catalytic Converter

1. Tahap awal dari proses yang dilakukan pada katalitik konverter adalah reduction catalyst. Tahap ini menggunakan platinum dan rhodium untuk membantu mengurangi emisi NOx. Ketika molekul NO atau NO2 bersinggungan dengan katalis, sirip katalis mengeluarkan atom nitrogen dari molekul dan menahannya. Sementara oksigen yang ada diubah ke

bentuk O2. Atom nitrogen yang terperangkap dalam katalis tersebut diikat dengan atom nitrogen lainnya sehingga terbentuk format N2. Rumus kimianya sebagai berikut:

2NO => N2 + O2 atau 2NO2 => N2 + 2O2.

2. Tahap kedua dari proses di dalam katalitik konverter adalah oxidization catalyst. Proses ini mengurangi hidrokarbon yang tidak terbakar di ruang bakar dan CO dengan membakarnya (oxidizing) melalui katalis platinum dan palladium. Katalis ini membantu reaksi CO dan HC dengan oksigen yang ada di dalam gas buang. Reaksinya sebagai berikut:

2CO + O2 => 2CO2.

3. Tahap ketiga adalah pengendalian sistem yang memonitor arus gas buang. Informasi yang diperoleh dipakai lagi sebagai kendali sistem injeksi bahan bakar. Ada sensor oksigen yang diletakkan sebelum katalitik konverter dan cenderung lebih dekat ke mesin ketimbang konverter itu sendiri. Sensor ini memberi informasi ke Electronic Control System (ECS) seberapa banyak oksigen yang ada di saluran gas buang. ECS akan mengurangi atau menambah jumlah oksigen sesuai rasio udara-bahan bakar. Skema pengendalian membuat ECS memastikan kondisi mesin mendekati rasio stoikiometri dan memastikan ketersediaan oksigen di dalam saluran buang untuk proses oxidization HC dan CO yang belum terbakar.

Tipe – Tipe Catalytic Converter

CC dibagi menjadi 2 berdasarkan jumlah polutan yang dapat direaksikan :

1. Two way converter. Di dalam converter jenis ini terdapat 2 reaksi simultan :

a. Oksidasi karbon monoksida menjadi karbon dioksida : 2CO + O2 —–> 2CO2

b. Oksidasi senyawa hidrokarbon (yang tidak terbakar / terbakar parsial) menjadi karbon dioksida dan air : CxH2x+2  +  [(3X+1)/2] O2 —–> xCO2 + (x+1) H2O (reaksi pembakaran)

Konverter jenis ini secara luas dipakai pada mesin diesel untuk mengurangi senyawa hidrokarbon dan karbon monoksida.

2. Three way converter. Di dalam converter jenis ini terdapat 3 reaksi simultan :

a. Reaksi reduksi nitrogen oksida menjadi nitrogen dan oksigen : 2NOx —–> xO2 + N2

b. Reaksi oksidasi karbon monoksida menjadi karbon dioksida : 2CO + O2 —–> 2CO2

c. Reaksi oksidasi senyawa hidrokarbon yang tidak terbakar menjadi karbon dioksida dan air : CxH2x+2 + [(3x+1)/2]O2 → xCO2 + (x+1)H2OKetiga reaksi ini berlangsung paling efisien ketika campuran udara – bahan bakar (air to fuel ratio) mendekati ideal (stoikiometri) yaitu antara 14,6 – 14,8 berbanding 1. Oleh karena itu, CC sulit diaplikasikan pada mesin yang masih menggunakan karburator untuk pemasukan bahan bakar.CC paling ideal digunakan dengan mesin yang telah menggunakan closed loop feedback fuel injection.