Catalytic Converter : Fungsi, Cara Kerja, dan Jenis dari Catalytic Converter yang Perlu Diketahui

Banyak orang belum belum atau bahkan mengetahui apa itu catalytic converter walaupun sering mobilisasi menggunakan kendaraan bermotor, padahal komponen kendaraan bermotor ini memiliki fungsi yang sangat penting dalam hasil dari kerja motor dikarenakan sangat berkaitan dengan polusi udara. 

Seperti yang kita tahu bahwa gas buang dari kendaraan mengandung zat polutan yang tidak baik untuk lingkungan dan makhluk hidup, oleh karena alasan itulah mengapa catalytic converter atau yang biasa dikenal dengan CC mulai dikenalkan  dan diaplikasikan. Alat pengendali emisi buangan yang mengubah gas dan polutan beracun pada gas buangan menjadi polutan yang tidak terlalu beracun dengan mengkatalis reaksi redoks (reaksi oksidasi dan reduksi). Konverter katalitik digunakan dalam mesin pembakaran internal berbahan bakar minyak atau diesel.

PENGERTIAN CATALYTIC CONVERTER

Catalitic converter merupakan alat yang diletakkan pada exhaust manifold system atau pada sistem buang yang berfungsi penting dalam mengurangi gas emisi pembuangan kendaraan bermotor. 

Menurut Heisler (1995), sebuah katalis akan bekerja maksimal apabila temperature dari katalis mencapai 300°C, sedangkan jika temperatur di bawah 300°C fungsi dari catalytic converter akan sangat kurang efektif. Dan temperatur input harus lebih besar dari pada temperature output. 

SEJARAH CATALYTIC CONVERTER

Konverter katalitik pertama kali diperkenalkan dan digunakan secara luas di pasar otomotif Amerika Serikat di tahun 1975 pada seri produksi mobil. Untuk mengikuti regulasi emisi buangan U.S. Environmental Protection Agency yang ketat, kendaraan berbahan bakar minyak dari tahun model 1975 harus dilengkapi dengan alat konverter ini dimana menggunakan model"dua arah". 

Pada mode konverter dua arah ini menggabungkan oksigen dengan karbonmonoksida, dan hidrokarbon yang tidak terbakar untuk menghasilkan karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). 

Tahun 1981, konverter katalitik dua arah dianggap sudah ketinggalan zaman dan kemudian dikembangkannya konverter model tiga arah yang dapat mengurangi gas NOx.

Meskipun konverter katalitik biasanya dipakai pada sistem buang kendaraan bermotor, namun alat ini juga diaplikasikan untuk generator listrik, forklift, alat penambangan, truk, bus dan lokomotif. 

FUNGSI CATALYTIC CONVERTER

Fungsi utama dari catalytic converter adalah untuk mengurangi emisi gas buang. Seperti yang kita ketahui, terdapat banyak polutan dalam knalpot mobil, seperti nitrogen oksida (NOx), hidrokarbon (HC), karbon monoksida (CO) dan sebagainya. Catalytic converter terletak di pipa knalpot mobil. Dengan alat ini, emisi gas buang yang banyak mengandung polutan menjadi lebih bersih.

PRINSIP CARA KERJA CATALYTIC CONVERTER

Catalytic converter adalah komponen untuk mengurangi emisi gas buang dari motor bakar, pada katalisator catalytic converter berbentuk menyerupai sarang lebah dan terbuat dari platinum atau paladium yang menyatu dengan sebuah blok keramik. Gas buang yang menyentuh logam katalisator akan mengalami reaksi kimia dan mengakibatkan hilangnya zat polutan seperti hidrokarbon (HC).

Biasanya pada komponen hanya menggunakan dua macam katalis yang berbeda yang berfungsi satu untuk recduction catalyst dan oksidation catalyst. 

Recduction catalyst merupakan langkah yang pertama pada converter yang kebanyakan dengan menggunakan platina dan rhodium dalam membantu mengurangi emisi atau paparan NOx, Ketika molekul NO atau NO2 melewati katalisator, katalisator akan memisahkan atom polutan tersebut keluar dari molekul dan setelah itu membebaskan O2 (oksigen).  NOx dengan bantuan katalis juga diubah menjadi nitrogen diatomik.

Contoh : 2NO → N₂ + O₂ atau 2NO₂ → N₂ + 2O₂ 

Oksidasi merupakan langkah kedua setelah langkah recduction dengan cara kerja mengoksidasi atau mengurangi hidrocarbon yang tidak terbakar saat proses pembakaran mesin dengan bantuan katalisator. Katalisator ini membantu menghilangkan gas sisa reaksi hidrokarbon dan CO menjadi oksigen (O2). 

Contoh : 2𝐶𝑂₂ + O → 2𝐶𝑂₂ 

Langkah ketiga yaitu dengan suatu sistem kendali dengan ECU (Electrikal Control Unit), Fungsi nya adalah memonitor dan mengendalikan sistem injeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar.

Pada logam platinum atau paladium yang digunakan sebagai katalisator tidak akan berubah sifat dengan adanya reaksi kimia tersebut, tetapi dampak dari pemakaian adalah mengalami penurunan kemampuan. Kemampuan komponen ini menurun sebesar 35% setelah penggunaan 100.000 km, dengan catatan usianya akan semakin pendek jika kendaraan digunakan pada lokasi dengan tingkat kemacetan yang tinggi.

JENIS-JENIS CATALYTIC CONVERTER

Terdapat berbagai macam jenis atau bentuk dari catalytic converter, tetapi secara garis besar catalytic converter dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu : 

1. Catalytic Converter Oksidasi 

Dalam sistem ini sering disebut dengan single bed oksidation. Catalytic converter jenis packed bed sangat cocok pada kendaraan bermesin diesel dikarenakan emisi yang dikeluarkan mesin mengandung jelaga berfasa padat. 

Catalytic Converter dapat mengubah CO, dan HC dan H2O, dan catalytic bekerja pada kendaraan dengan udara berlebih (Excess air sitting). Udara berlebih digunakan untuk proses oksidasi, yang dapat diperoleh dengan menggunakan sistem injeksi udara sekunder untuk mengatur campuran yang kurus (λ> 1).

2. Catalytic Converter Dual Bed 

Sistem ini hampir menyerupai dengan sistem single bed oksidasi, yang membedakan adalah pada sistem ini terdapat dua sistem katalis yang di pasang segaris, dimana saat emisi gas buang pertama kali melalui sistem catalytic reduksi dan kemudian dilanjutkan melalui catalytic oksidasi. 

Pada sistem pertama terjadi proses reduksi yang berfungsi dalam menurunkan kadar emisi NOx, dan kemudian dilanjutkan pada sistem kedua yang terjadinya oksidasi dalam menurunkan kadar emisi HC dan CO. 

Kendaraan yang dilengkapi dengan sistem ini merupakan mesin yang di operasikan dengan kondisi campuran kaya (λ < 1 ). 

3. Three Way Catalytic Converter 

Sistem ini sama seperti halnya  dengan jenis sistem catalytic converter single bed dan catalytic converter dual bed, yang membedakan adalah pada sistem ini terdapat atau memakai sebuah sistem kontrol yaitu lamdha sensor yang berfungsi dalam mengatur Nilai λ, sehingga dapat berfungsi secara optimal. 

Pada sistem catalytic converter three way dibuat bertujuan dalam mengurangi emisi gas pembuangan motor bakar, dari CO,HC, dan Nox yang keluar di ubah melalui reaksi kimia menjadi CO2, uap air (H2O), dan nitrogen (N2).

KERUSAKAN PADA CATALYTIC CONVERTER

Kerusakan pada catalytic converter sangat mungkin terjadi dikarenakan komponen ini termasuk sangat sensitif. Salah satu penyebabdari  pendeknya umur dari catalytic converter selain tingkat kemacetan adalah kualitas dari bahan bakar yang jelek yang dapat mengakibatkan pembakaran dalam mesin tidak sempurna. 

Tumpukan kotoran yang berasal dari luar yang masuk ke dalam ruang mesin juga akan dapat mengakibatkan tersumbatnya catalytic converter. Tersumbatnya catalytic converter akan mengakibatkan penurunan performa mesin, bahkan mogok. 

Berikut ini beberapa gejala apabila terdapat kerusakan pada catalytic converter : 

1. akselerasi kendaraan menjadi bermasalah walaupun sudah menginjak pedal gas dalam. Akibatnya konsumsi bahan bakar akan menjadi lebih boros. 
2. Tercium bau telur busuk atau belerang pada knalpot dan asap yang keluar akan lebih pekat dari biasanya. 
3. Pada bagian bawah mobil suhu akan lebih panas dari biasanya. Hal ini terjadi akibat dikarenakan kebocoran pada katup.

Demikian pembahasan kali ini mengenai catalytic converter ditinjau dari fungsi, cara kerja, dan jenisnya. Semoga dapat bermanfaat bagi pembaca.

Salam Teknika!

Share this post