Mungkin metanol jawapannya

Oleh: Dr Azman Ma’mor

Bahan bakar konvensional seperti petrol dan diesel yang digunakan dalam kenderaan menyumbang kepada pemanasan global disebabkan oleh pelepasan gas karbon dioksida, karbon monoksida, hidrokarbon, dan nitrogen oksida. Oleh itu, bahan bakar alternatif amat diperlukan bagi mengurangkan pencemaran alam sekitar kerana kesan pemanasan global dan kemusnahan alam sekitar semakin dirasai.

Metanol merupakan salah satu bahan bakar yang berpotensi, kerana sebatian hidrokarbon ini hanya mengandungi satu atom karbon tetapi lebih banyak atom hidrogen berbanding sumber tenaga lain. Metanol boleh dihasilkan dari pelbagai sumber seperti gas asli, arang, dan biojisim. Karbon dioksida, yang merupakan punca kesan rumah hijau, juga boleh digunakan untuk penghasilan metanol. Teknik ini melibatkan pembakaran karbon dioksida dan hidrogen pada suhu tinggi dengan menggunakan mangkin tertentu untuk menghasilkan metanol.

Metanol adalah cecair tanpa warna, mudah tersejat, dan mudah meruap. Ia mempunyai komposisi oksigen melebihi 50%, jauh lebih tinggi berbanding petrol dan diesel. Komposisi oksigen yang tinggi ini meningkatkan pembakaran yang lebih baik serta mengurangkan pelepasan nitrogen oksida.

Penggunaan metanol sebagai bahan bakar yang cekap dan selamat pernah digunakan dalam perlumbaan IndyCar pada tahun 1960-an di Amerika Syarikat. Metanol dipilih kerana rintangannya yang tinggi terhadap letupan serta kadar pembakaran dan penghasilan haba yang lebih perlahan berbanding petrol. Oleh kerana risiko kemalangan dalam perlumbaan adalah tinggi, metanol dilihat lebih selamat berbanding bahan bakar lain. Penggunaan metanol berterusan sehingga awal tahun 2000-an, ketika penganjur IndyCar mula memperkenalkan bahan bakar campuran etanol dan petrol. Ini membuktikan potensi besar metanol sebagai bahan bakar mesra alam dan selamat digunakan berbanding petrol dan diesel.

Metanol mempunyai nombor oktana yang lebih tinggi berbanding petrol dan diesel, disebabkan kandungan oksigennya yang tinggi. Nombor oktana ialah nilai yang digunakan untuk menentukan prestasi bahan bakar dalam menghalang ketukan atau nyalaan pramatang semasa pembakaran dalam enjin. Ketukan dan nyalaan pramatang menyebabkan pembakaran bahan api dalam enjin tidak optimum. Semakin tinggi nilai oktana, semakin baik proses pembakaran bahan api. Disebabkan sejatan metanol yang tinggi, ia dapat mengurangkan suhu semasa pembakaran dalam enjin, yang membuatkan prestasi enjin lebih lancar dan tidak banyak haba yang terbebas.

Menurut laporan Sustainability Report 2023 yang dikeluarkan oleh Methanex Corporation, kerajaan China telah membiayai kemudahan dan infrastruktur untuk penggunaan bahan bakar metanol dengan membina 140 stesen gas metanol di wilayah Shaanxi, Shanxi, Gansu, dan Guizhou, bagi menampung 30,000 kenderaan petrol yang menggunakan 500,000 metrik tan metanol setahun. Metanol mudah disimpan dan dipindahkan kerana ia berada dalam fasa cecair pada suhu dan tekanan bilik. Harga pasaran metanol yang stabil dan tidak terikat dengan harga komoditi minyak mentah dunia menjadikan metanol lebih murah berbanding petrol dan diesel.

Penghasilan metanol yang mudah dan murah serta kemampuannya untuk mengurangkan pencemaran alam sekitar dengan risiko kebakaran yang rendah menjadikannya pilihan menarik bagi penggubal polisi di seluruh dunia untuk digunakan dalam kenderaan persendirian dan awam. Metanol juga mudah dikitar semula, dan sekiranya terdapat tumpahan, kesan kemusnahan alam sekitar adalah sangat rendah. Penggunaan metanol dapat mengurangkan lagi pelepasan nitrogen oksida jika nisbah mampatan enjin ditingkatkan. Nisbah mampatan merujuk kepada perbandingan isipadu keseluruhan silinder dengan isipadu dalam kebuk pembakaran di dalam enjin. Secara keseluruhannya, metanol boleh digunakan dalam kenderaan yang menggunakan enjin petrol.

Walau bagaimanapun, metanol dilihat kurang sesuai untuk enjin diesel kerana nombor ketananya lebih rendah berbanding diesel. Nombor ketana menentukan kebolehan bahan api untuk terbakar setelah disuntik ke dalam enjin. Oleh kerana enjin diesel tidak menggunakan palam pencucuh, amat sukar untuk metanol terbakar sendiri dalam kebuk pembakaran. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa cara untuk menggunakan metanol dalam enjin diesel. Antaranya adalah dengan menggunakan diesel sebagai bahan bakar pemula apabila enjin dihidupkan, dan kemudian beralih kepada metanol atau campuran metanol-diesel.

Cara lain ialah dengan mencampurkan 5% cecair pembaikan nyalaan ke dalam metanol. Cecair ini, yang mengandungi poli(etilena glikol) dinitrat, metanol, pelincir, dan antioksidan, telah berjaya digunakan dalam bas yang menggunakan enjin diesel. Kajian mendapati penggunaan metanol dalam enjin bas dapat mengurangkan pelepasan nitrogen oksida, tetapi pembakaran metanol menyebabkan penggunaan bahan bakar lebih daripada dua kali ganda dan alat ganti enjin perlu diganti lebih kerap berbanding diesel.

Masalah hakisan alat ganti ini juga dilihat pada enjin petrol yang menggunakan metanol, disebabkan metanol yang menyebabkan hakisan logam campuran semasa pembakaran. Buat masa ini, penggunaan campuran 5% metanol pada diesel atau petrol sudah memadai untuk meningkatkan jangka hayat enjin. Lebih banyak kajian perlu dilakukan untuk meningkatkan ketahanan alat ganti enjin apabila metanol digunakan sebagai bahan bakar. Pembebasan gas formaldehid juga boleh berlaku jika metanol tidak dibakar sepenuhnya. Oleh itu, ekzos kenderaan perlu dilengkapi dengan logam nikel, platinum, dan aluminium bagi memastikan tiada pelepasan gas formaldehid ke udara.

Penggunaan metanol hijau sebagai bahan bakar kenderaan akan meningkatkan lagi usaha penjagaan alam sekitar bagi mencapai cita-cita sifar karbon menjelang tahun 2050. Metanol hijau dihasilkan bukan dari sumber gas asli atau petroleum. Gas hidrogen untuk penghasilan metanol hendaklah berasal dari proses elektrolisis air, manakala karbon dioksida diperoleh dari atmosfera atau sisa bahan buangan industri.

Walaupun terdapat cabaran dalam penggunaan metanol sebagai bahan bakar kenderaan, metanol merupakan bahan bakar alternatif yang mempunyai potensi besar pada masa hadapan. Inisiatif syarikat pengeluar kenderaan yang menawarkan harga menarik untuk kenderaan yang mesra metanol dan lebih banyak kemudahan stesen metanol akan meningkatkan lagi minat pengguna untuk menggunakan metanol sebagai bahan bakar.

---

Penulis merupakan pensyarah kanan di Jabatan Kimia, Fakulti Sains, Universiti Malaya dan boleh dihubungi di azman2111@um.edu.my