Tinjauan Perkembangan Teknologi Membran dalam Pemisahan Gas CO₂ dari CH₄
DOI:
https://doi.org/10.65310/1y911w96Kata Kunci:
Teknologi Membran, Pemisahan Karbon Dioksida, Pemurnian Metana, Permeabilitas Gas, Selektivitas GasAbstrak
Emisi CO₂ global yang melebihi 30 miliar ton per tahun menjadi penyumbang utama pemanasan global, termasuk dalam aliran gas alam, biogas, dan gas limbah yang mengandung CH₄. Tingginya kandungan CO₂ menurunkan nilai kalor CH₄ sehingga diperlukan teknologi pemisahan yang efisien. Membran gas menawarkan solusi hemat energi, berbiaya rendah, dan beroperasi sederhana dibanding metode konvensional. Penelitian ini meninjau perkembangan membran untuk pemisahan CO₂/CH₄ dengan fokus pada inovasi material dan kinerja pemisahan. Metode yang digunakan adalah tinjauan literatur sistematis sesuai pedoman PRISMA, mencakup publikasi internasional periode 2010–2025 dengan kata kunci relevan. Analisis dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif berdasarkan jenis membran, material penyusun, mekanisme pemisahan, serta parameter kinerja seperti permeabilitas (PCO₂) dan selektivitas CO₂/CH₄. Hasil menunjukkan lonjakan publikasi setelah 2015 seiring kemajuan material seperti PIMs, CMS, membran zeolit, MMMs, dan material 2D seperti grafen dan MOFs. Beberapa material melampaui batas Robeson dengan PCO₂ puluhan ribu Barrer dan selektivitas >100. Tantangan yang tersisa meliputi plastisasi, stabilitas jangka panjang, biaya produksi, dan skalabilitas.
Unduhan
Referensi
Adisasmito, S., Dharmastuti, S. A., Syauqi, A., Ashshiddiq, J. A., & Santoso, L. L. (2023). Transisi Energi dan Pengurangan Emisi Gas Karbon Dioksida. Surabaya: Pustaka Saga Jawadwipa.
Ahmad, M., & Nasution, D. P. (2018). Analisis Kualitatif Kemampuan Komunikasi Matematis Siswa Yang Diberi Pembelajaran Matematika Realistik. Jurnal Gantang, 3(2), 83-95.
Alvares, C., & Semino, R. (2025). MARTINI-based force fields for predicting gas separation performances of MOF/polymer composites. arXiv preprint arXiv:2508.04672. https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.04672.
Caralin, I. S. (2020). Peningkatan Selektivitas Membran Polisulfon-Karbon Tertemplat Zeolit dengan Pelapisan TMOS untuk Pemisahan CO2/CH4 dan H2/CH4. Skripsi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Carrascal-Hernández, D. C., Grande-Tovar, C. D., Mendez-Lopez, M., Insuasty, D., García-Freites, S., Sanjuan, M., & Márquez, E. (2025). CO2 Capture: A Comprehensive Review And Bibliometric Analysis Of Scalable Materials And Sustainable Solutions. Molecules, 30(3), 563. https://doi.org/10.3390/molecules30030563.
ChandraAsri. (2025). “Net Zero Emissions: Solusi Global untuk Lestarikan Bumi”, tersedia di https://chandra-asri.com/id/blog/net-zero-emissions-adalah, diakses pada 12 Agustus 2025.
Comesaña-Gándara, B., Chen, J., Bezzu, C. G., Carta, M., Rose, I., Ferrari, M. C., ... & McKeown, N. B. (2019). Redefining the Robeson upper bounds for CO 2/CH 4 and CO 2/N 2 separations using a series of ultrapermeable benzotriptycene-based polymers of intrinsic microporosity. Energy & Environmental Science, 12(9), 2733-2740.
Elma, Muthia. (2023). Fundamental dan Aplikasi Membran Hollow Fiber untuk Pengolahan Air. Banjarmasin: Lambung Mangkurat University Press.
Iarikov, D. D., & Oyama, S. T. (2011). Review of CO2/CH4 Separation Membranes. Membrane science and technology (Vol. 14, pp. 91-115). Elsevier. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-53728-7.00005-7.
Iarikov, D. D., & Oyama, S. T. (2011). Review of CO2/CH4 separation membranes. In Membrane science and technology (Vol. 14, pp. 91-115). Elsevier. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-53728-7.00005-7.
IEA. (2018). “An Introduction to Biogas and Biomethane”, tersedia di https://www.iea.org/reports/outlook-for-biogas-and-biomethane-prospects-for-organic-growth/an-introduction-to-biogas-and-biomethane, diakses pada 12 Agustus 2025.
Jeon, Y. W., & Lee, D. H. (2015). Gas membranes for CO2/CH4 (biogas) separation: A review. Environmental Engineering Science, 32(2), 71-85. http://dx.doi.org/10.1089/ees.2014.0413.
Jonnalagedda, A., & Kuncharam, B. V. R. (2023). Investigation of ZIF‐8, amine‐modified ZIF‐8 and polysulfone based mixed matrix membranes for CO2/CH4 separation. Journal of Applied Polymer Science, 140(45), e54650. https://doi.org/10.1002/app.54650.
Kentish, S. E., Scholes, C. A., & Stevens, G. W. (2008). Carbon dioxide separation through polymeric membrane systems for flue gas applications. Recent Patents on Chemical Engineering, 1(1), 52-66. http://dx.doi.org/10.2174/1874478810801010052.
Khamaludin, et. al., (2022). Green Technology. Padang: Get Press Indonesia.
Li, S., Liu, Y., Wong, D. A., & Yang, J. (2021). Recent advances in polymer-inorganic mixed matrix membranes for CO2 separation. Polymers, 13(15), 2539. doi: 10.3390/polym13152539.
Liu, X., Ao, D., Ye, M., Wang, Z., Qiao, Z., & Zhao, S. (2025). Efficient CO2/CH4 separation achieved by metal–organic framework crystal‐glass composite membranes. AIChE Journal, https://doi.org/10.1002/aic.18883.
Madzarevic, Z. P., Seoane, B., Gascon, J., Hegde, M., & Dingemans, T. J. (2022). Non-linear high Tg polyimide-based membranes for separating CO2/CH4 gas mixtures. Polymer, 263. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125520.
Naseer, M. N., Zaidi, A. A., Dutta, K., Wahab, Y. A., Jaafar, J., Nusrat, R., ... & Kim, B. (2022). Past, Present And Future Of Materials’ Applications For CO2 Capture: A Bibliometric Analysis. Energy Reports, 8, 4252-4264. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.02.301.
Nemestóthy, N., Bakonyi, P., Lajtai-Szabó, P., & Bélafi-Bakó, K. (2020). The Impact Of Various Natural Gas Contaminant Exposures On CO2/CH4 Separation By A Polyimide Membrane. Membranes, 10(11), 324. https://doi.org/10.3390/membranes10110324.
Nilamsari, D. N. (2024). Fabrikasi Membran Serat Berongga P84/PCs untuk Pemisahan Gas CO2/CH4 (Doctoral dissertation, Institut Teknologi Sepuluh Nopember).
Pakdel, S., Erfan-Niya, H., & Azamat, J. (2022). CO2/CH4 mixed-gas separation through carbon nitride membrane: a molecular dynamics simulation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 650, 129643. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.129643.
Peng, X., Chen, L., You, L., Jin, Y., Zhang, C., Ren, S., ... & Gu, X. (2024). Improved Synthesis of Hollow Fiber SSZ‐13 Zeolite Membranes for High‐Pressure CO2/CH4 Separation. Angewandte Chemie International Edition, 63(31), https://doi.org/10.1002/anie.202405969.
Risnayanti, R. (2023). Pemanfaatan Hidroksiapatit Tulang Sapi Sebagai Biomaterial Tumpatan Komposit= Utilization of Ox Bone Hydroxyapatite as Composite Filling Biomaterial. Tesis, Universitas Hasanuddin.
Sholeha, N. A., Edi Wiraguna, S. P., Farobie, E. O., Melbi Mahardika, S. T., Jannah, D. M., Si, S. T., ... & Atmaja, R. N (2024). Nanoteknologi Dalam Perspektif Pertanian Berkelanjutan: Inovasi Terkini Untuk Pertumbuhan Dan Proteksi Tanaman. Indramayu: Adab Indonesia.
Taherizadeh, A., Simon, A., Richter, H., Stelter, M., & Voigt, I. (2024). A Study of the Influence of Synthesis Parameters on the Preparation of High Performance SSZ-13 Membranes. Applied Sciences, 14(17), 7836. https://doi.org/10.3390/app14177836.
Triandini, E., Jayanatha, S., Indrawan, A., Putra, G. W., & Iswara, B. (2019). Metode systematic literature review untuk identifikasi platform dan metode pengembangan sistem informasi di Indonesia. Indonesian Journal of Information Systems, 1(2), 63-77.
Wang, Q., Huang, F., Cornelius, C. J., & Fan, Y. (2021). Carbon molecular sieve membranes derived from crosslinkable polyimides for CO2/CH4 and C2H4/C2H6 separations. Journal of Membrane Science, 621,. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118785.
Xing, Y., Ma, Z., Su, W., Wang, Q., Wang, X., & Zhang, H. (2020). Analysis Of Research Status Of CO2 Conversion Technology Based On Bibliometrics. Catalysts, 10(4), 370. https://doi.org/10.3390/catal10040370.
Xu, J., Wu, H., Wang, Z., Qiao, Z., Zhao, S., & Wang, J. (2018). Recent advances on the membrane processes for CO2 separation. Chinese Journal of Chemical Engineering, 26(11), 2280-2291. https://doi.org/10.1016/j.cjche.2018.08.020.
Zakariya, S., Yeong, Y. F., Jusoh, N., & Tan, L. S. (2022). Performance of Multilayer Composite Hollow Membrane in Separation of CO2 From CH4 in Mixed Gas Conditions. Polymers, 14(7), 1480. https://doi.org/10.3390/polym14071480.
Zhang, C., Sheng, M., Hu, Y., Yuan, Y., Kang, Y., Sun, X., ... & Wang, Z. (2021). Efficient facilitated transport polymer membrane for CO2/CH4 separation from oilfield associated gas. Membranes, 11(2), 118.. https://doi.org/10.3390/membranes11020118.
Unduhan
Diterbitkan
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2025 Rafi Indratama, Isaki Sico (Author)
Artikel ini berlisensi Creative Commons Attribution 4.0 International License.
