ACe (Air Cleaning System): Teknologi Sistem Ventilasi Pembersih Udara Menggunakan Nano-TiO2 Terdoping yang Dipadukan dengan Karbon Aktif untuk Meningkatkan Kualitas Udara pada Green Building System (original) (raw)

2016, LKTI 3rd Edition Chemical Expo Universitas Negeri Medan

Udara bersih merupakan kebutuhan mendasar bagi makhluk hidup. Pada lingkup yang lebih kecil seperti rumah, kebutuhan udara bersih sangatlah vital. Hal ini karena kualitas udara dalam ruang sangat mempengaruhi kesehatan manusia dimana hampir 90% hidup manusia berada dalam ruangan. Kualitas udara dalam ruang dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah sistem ventilasi ruangan. Saat ini ventilasi merupakan salah satu tempat sistem aliran udara baik dari luar maupun kedalam ruangan. Namun, umumnya udara dari luar rungan banyak mengandung berbagai polutan pencemar yang berbahaya bagi penghuni rumah. Zat pencemar dari luar ruangan diantaranya karbon monooksida (CO), sulfur oksida (SO), nitrogen oksida (NO), hidrokarbon (H2C), dan partikulat (debu) yang berasal dari pabrik semen, industri metalurgi, konstruksi, dan kendaraan bermotor; jenis mikroorganisme seperti bakteri, virus dan jamur yang dapat menyebarkan berbagai penyakit pada manusia. Berdasarkan hal ini diperlukan usaha untuk meminimalisir konsentrasi polutan udara yang masuk ke dalam ruangan melalui pemanfaatan Air Cleaning System (ACe) menggunakan nano-TiO2 terdoping yang dikombinasikan dengan karbon aktif yang dipasang pada sistem ventilasi sebagai filter udara. TiO2 merupakan katalis semikonduktor yang paling efektif karena tidak beracun, harganya terjangkau, melimpah di alam, bersifat inert, pengoksidator kuat, dapat bekerja pada suhu ruangan dan stabilitas yang tinggi terhadap fotokorosi. Pemanfaatan semikonduktor TiO2 telah banyak digunakan dalam bidang aplikasi pembersihan, degradasi polutan dan mikroorganisme di udara diantaranya self-cleaning dan antifogging dengan prekursor TiO2, self-cleaning cat akrilik, self-cleaning senyawa ammonium (NH4+), penurunan kadar gas polutan di udara seperti HC dan SO2, CO2, NO2, deaktivasi mikroorganisme patogen seperti bakteri E. coli, S. aureus dan E. faecalis dan jenis jamur seperti C. albicans dan A. niger. Penggunaan fotokatalis TiO2 kurang maksimal jika digunakan dalam keadaan murni karena mempunyai luas permukaan yang relatif rendah sehingga daya adsorpsinya lemah dan juga memiliki energi celah pita yang besar (3,25 ev) yang mengakibatkan hanya efektif pada daerah Uvsihingga fotokatalis TiO2 perlu disintesis dalam ukuran nano, ix didoping dan dikombinasikan dengan suatu material adsorben seperti karbon aktif sehingga dapat bekerja maksimal dibawah sinar tampak. Mekanisme penurunan kadar polutan udara menggunakan ACe pada filter ventilasi yakni ketika nano-TiO2 terdoping yang dikombinasikan dengan karbon aktif diaktivasi menggunakan sinar (hv) pada panjang gelombang tertentu akan menghasilkan elektron spesis kimia (e-) dan hole (h+). Hole (h+) akan berinteraksi dengan uap air (H2O) di udara menghasilkan OH radikal (•OH) yang bersifat sebagai oksidator kuat. Elektron (e-) akan bereaksi dengan O2 di udara membentuk radikal superoksida (•O2-) yang bersifat sebagai reduktor. Spesis radikal kimia yang dihasilkan bersama-sama akan digunakan untuk mendegradasi polutan udara yang akan masuk ke dalam ruangan melalui sistem filter ventilasi. Pemanfaatan Air Cleaning System (ACe) menggunakan nano-TiO2 terdoping yang dikombinasikan dengan karbon aktif yang dipasang pada sistem ventilasi akan dapat menurunkan kadar polutan udara sehingga udara menjadi bersih dan lebih sehat bagi penghuni bangunan atau rumah.