Transformasi Plastik Kepada Tenaga Dengan Teknologi Hijau

Penulis: Prof Madya Dr. Yeoh Fei Yee¹, Nor Adilla Sahirah binti Nordin² & Ng Xiang Han³

¹Pensyarah Kanan, Penyelidik, Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, Kampus Kejuruteraan, Universiti Sains Malaysia (USM), Pulau Pinang

²Pembantu Penyelidik, Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, Kampus Kejuruteraan, Universiti Sains Malaysia (USM), Pulau Pinang

³Pelajar Sarjana Muda Kejuruteraan Bahan, Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, Kampus Kejuruteraan, Universiti Sains Malaysia (USM), Pulau Pinang

Malaysia menghasilkan kira-kira 39,000 tan sisa pepejal setiap hari, dengan plastik membentuk 21.9% daripadanya atau bersamaan sekitar 8,500 tan sisa plastik harian. Secara tahunan, jumlah sisa plastik mencecah 13.8 juta tan metrik, termasuk beg plastik sekali guna yang mendatangkan ancaman serius terhadap alam sekitar. Hanya sebahagian kecil daripada plastik ini dikitar semula, dengan sasaran kerajaan mencapai purata 25% kadar kitar semula bagi pembungkus plastik pasca-pengguna menjelang 2025 (The Star, 2024; Utusan Malaysia, 2024; WWF-Malaysia, 2022). Sebahagian besar plastik berakhir di tapak pelupusan, terurai menjadi mikroplastik yang mencemari laut, udara, dan rantaian makanan manusia. Ini menjejaskan ekosistem marin, dan pendedahan berterusan boleh meningkatkan risiko masalah kesihatan. Sehubungan itu, penyelesaian lestari perlu dilaksanakan dengan segera bagi menjamin kesihatan makhluk hidup dan kesejahteraan alam sekitar.

Bagaimana jika sisa plastik boleh diubah menjadi tenaga? Bukan melalui pembakaran biasa yang menghasilkan asap beracun, tetapi melalui satu proses pintar yang dikenali sebagai pirolisis bantuan gelombang mikro, atau microwave-assisted pyrolysis (MAP). Teknologi ini menggunakan pemanasan pantas dalam sistem tertutup tanpa oksigen, yang memecahkan struktur plastik menjadi minyak, gas, dan arang yang kesemuanya boleh dimanfaatkan sebagai sumber tenaga alternatif.

Mengapa Pirolisis Bantuan Gelombang Mikro Penyelesaian terbaik?

Pengitaran semula sisa plastik merupakan penyelesaian yang memang diidamkan. Namun, sesetengah sisa bahan plastik sukar dikitar semula secara mekanikal kerana sering tercemar, bercampur atau disebabkan komposisinya yang sukar digunakan semula. Pembakaran biasa pula menghasilkan pencemaran yang amat tinggi, manakala pirolisis konvensional pula mengambil masa yang lama dan dan perlu dilakukan pada skala besar dengan tenaga yang banyak. Di sinilah pirolisis berbantukan gelombang mikro (MAP) menawarkan kelebihan tersendiri, seperti:

i- Proses yang lebih pantas: Gelombang mikro memanaskan bahan secara langsung, seumpama ketuhar dapur, tetapi lebih kuat. Keseluruhan proses mengambil masa hanya beberapa minit.

ii- Jimat tenaga: Hanya bahagian yang diperlukan akan dipanaskan, bukan keseluruhan sistem, sekali gus menjimatkan penggunaan elektrik.

iii- Rahsia utama – karbon terpakai: Sisa karbon aktif yang murah, boleh bertindak sebagai penyerap gelombang mikro. Plastik sendiri hampir tidak menyerap gelombang, tetapi karbon ini menyerap haba dan memindahkannya kepasa sisa plastik. Tambahan pula, unsur semula jadi dalam karbon membantu memecahkan plastik menjadi molekul lebih ringkas. Selain murah dan boleh digunakan semula, bahan ini tidak mencemari produk pirolisis.

Pasukan penyelidik dari USM telah menguji campuran sisa plastik pembungkus makanan dengan karbon terpakai menggunakan ketuhar gelombang mikro. Gas nitrogen digunakan untuk menyingkirkan oksigen dari sistem, dan pemanasan dilakukan secara berperingkat. Hasilnya? Minyak dan gas yang boleh dimanfaatkan sebagai sumber tenaga bersih, membuktikan bahawa MAP berpotensi sebagai penyelesaian sisa plastik yang cekap dan mesra alam. Seperti ditunjukkan dalam Rajah 1, sisa plastik pembungkus makanan telah dikumpulkan untuk tujuan pirolisis.

Hasil Ujikaji: Dari Sisa ke Penemuan Penting

Hasil kajian menunjukkan beberapa penemuan penting, iaitu:

i- Campuran optimum: Kuantiti karbon yang lebih tinggi menghasilkan haba yang lebih kuat, memecahkan plastik dengan lebih cepat, dan meninggalkan baki sisa yang minimum.

ii- Kuasa gelombang mikro lebih tinggi: Proses ini menjadi lebih pantas, dengan pengeluaran minyak dan gas meningkat; sebahagian besar plastik diubah menjadi produk berguna, bukannya menjadi timbunan sisa.

iii- Kualiti hasil: Pengeluaran minyak dan gas meningkat pada tahap kuasa gelombang mikro yang lebih tinggi.

Secara keseluruhan, proses pirolisis berbantukan gelombang mikro (MAP) mampu mengurangkan sisa plastik hampir sepenuhnya sambil meningkatkan pengeluaran tenaga, menunjukkan keberkesanan yang jauh lebih tinggi berbanding pirolisis konvensional. Keadaan karbon terpakai selepas tindak balas pirolisis sisa plastik ditunjukkan dalam Rajah 2.

Mengapa MAP idea Penyelesaian Terbaik untuk Sisa Plastik Malaysia?

Pirolisis sisa plastik dijadikan solusi terbaik dalam pengurusan sisa plastik kerana ia memberikan manfaat kepada manusia dan alam sekitar, seperti berikut:

i- Kos yang rendah: Karbon terpakai diperoleh dengan kos rendah ataupun secara percuma, manakala ketuhar gelombang mikro pula murah dan mudah diperoleh.

ii- Mudah dan boleh diperluaskan untuk skala besar: Teknologi ini berpotensi ditingkatkan daripada peringkat makmal ke skala kilang, sekali gus mengurangkan kebergantungan kepada import minyak serta mengurangkan sisa plastik.

iii- Lestari: Proses ini kurang mencemarkan alam sekitar dan selaras dengan matlamat karbon sifar. Bayangkan tapak pelupusan yang kosong dan kilang yang menghasilkan tenaga daripada sisa plastic. Proses pirolisis sisa plastik bantuan gelombang mikro (MAP) telah menghasilkan minyak seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

Sisa plastik pada masa kini tidak hanya terbuang begitu sahaja, ia boleh dimanfaatkan. Dengan proses dan teknologi pirolisis berbantukan gelombang mikro menggunakan karbon terpakai, Malaysia berpeluang menjadi peneraju dalam teknologi ‘waste-to-fuel’. Masa untuk bertindak adalah sekarang: kurangkan sisa, hasilkan lebih tenaga, dan pastikan bumi lebih bersih untuk generasi akan datang.

Rujukan:

Microwave-assisted Pyrolisis of Plastic Waste – erepo.usm.my
SWCorp (The Star, 2024): Earth Day: Going Full Circle with Plastic
Utusan Malaysia (2024): 13.8 juta tan sisa plastik tahunan.
WWF-Malaysia (2022): Opinion Piece: Circular Economy for Plastic in Malaysia – Are We on Track?
Kredit Foto Utama-mmsmagdotco

Biodata Ringkas Penulis:

Profesor Madya Dr. Yeoh Fei Yee merupakan pensyarah kanan di Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, Kampus Kejuruteraan, Universiti Sains Malaysia (USM). Beliau terlibat aktif dalam dunia pengajaran dan penyelidikan ilmiah, dengan fokus kepakaran menyelidik tentang penambahan nilai lestari melalui pengubahan sisa lestari kepada bahan berfungsian dan kepakaran dalam penjerapan.

Nor Adilla Sahirah binti Nordin merupakan Pembantu Penyelidik di Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, USM.  Manakala, Ng Xiang Han merupakan pelajar sarjana muda bagi program Kejuruteraan Bahan di Kampus Kejuruteraan, USM. Di bawah seliaan Profesor Madya Dr Yeoh Fei Yee, Xiang Han kini telah menyelesaikan kajian projek tahun akhir yang menumpukan kepada inovasi pirolisis sisa plastik berbantukan gelombang mikro menggunakan karbon terpakai sebagai penyerap gelombang mikro.