Limbah kotoran domba yang selama ini dipandang sebagai sumber pencemaran ternyata menyimpan potensi besar sebagai bahan baku material karbon untuk teknologi masa depan. Melalui penelitian doktoralnya di Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUI), Illa Rizianiza berhasil mengembangkan reaktor pirolisis berbasis kecerdasan buatan (Artificial Intelligence/AI) yang mampu mengubah limbah peternakan menjadi biochar berkualitas tinggi sebagai kandidat prekursor grafena. Inovasi ini membuka peluang pemanfaatan biomassa lokal untuk mendukung pengembangan baterai kendaraan listrik (electric vehicle/EV), superkapasitor, sensor presisi, hingga perangkat penyimpanan energi yang lebih berkelanjutan.
Keunggulan penelitian ini tidak hanya terletak pada pemanfaatan limbah peternakan, tetapi juga pada pengembangan reaktor pirolisis pintar yang mengintegrasikan teknologi Digital Twin, Computational Fluid Dynamics (CFD), dan Artificial Neural Network (ANN). Sistem berbasis AI tersebut mampu memantau kondisi reaktor secara real-time, memprediksi perubahan suhu, serta mengendalikan proses pirolisis secara otomatis sehingga kualitas biochar yang dihasilkan tetap konsisten, proses menjadi lebih efisien, dan kebutuhan energi dapat ditekan melalui pemanfaatan panas buangan (waste heat recovery).
Atas inovasi tersebut, Illa berhasil meraih gelar doktor dari Departemen Teknik Mesin FTUI dengan Indeks Prestasi Kumulatif (IPK) 3,96 dan predikat cumlaude. Ia resmi menjadi Doktor ke-132 Departemen Teknik Mesin dan Doktor ke-668 di FTUI setelah mempertahankan disertasinya yang berjudul “Pengembangan Reaktor Pirolisis Kotoran Domba untuk Produksi Biochar sebagai Kandidat Prekursor Grafena”.
Penelitian ini lahir dari kebutuhan akan sumber material karbon yang lebih berkelanjutan di tengah meningkatnya permintaan global terhadap grafena dan material karbon maju. Selama ini, industri masih bergantung pada grafit hasil pertambangan yang tidak terbarukan dan memerlukan proses pemurnian dengan konsumsi energi tinggi. Di sisi lain, limbah peternakan, termasuk kotoran domba, terus dihasilkan dalam jumlah besar dan berpotensi menimbulkan pencemaran lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik.
Melalui proses pirolisis lambat, Illa berhasil mengonversi struktur karbon dalam kotoran domba menjadi biochar dengan karakteristik menyerupai grafena (graphene-like carbon). Reaktor yang dikembangkannya dirancang dalam skala besar dengan memanfaatkan panas buangan dari mesin pembakaran internal (Internal Combustion Engine) sebagai sumber energi tambahan. Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi energi, tetapi juga menjadikan proses produksi material karbon lebih ramah lingkungan.
Keandalan teknologi tersebut dibuktikan melalui berbagai parameter pengujian. Material karbon yang dihasilkan memiliki tingkat kematangan karbon yang sangat tinggi dengan rasio oksigen terhadap karbon (O/C) mencapai 0,04, menunjukkan karakteristik yang mendekati material grafitik. Biochar tersebut juga memiliki luas permukaan spesifik hingga 585,51 m²/g sehingga berpotensi digunakan sebagai material penyimpan energi maupun sensor elektrokimia. Sementara itu, model prediktif berbasis AI menunjukkan akurasi hingga 99,5 persen (R² = 0,995), memungkinkan proses optimasi yang sebelumnya membutuhkan waktu berjam-jam diselesaikan hanya dalam hitungan menit.
Selain menghasilkan inovasi teknologi, penelitian ini juga menawarkan manfaat ekonomi dan lingkungan yang signifikan. Bagi industri, riset ini membuka peluang penyediaan bahan baku karbon lanjut yang lebih kompetitif dan berkelanjutan sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap material impor. Sementara bagi masyarakat, khususnya peternak, limbah kotoran domba yang selama ini belum memiliki nilai ekonomi berpotensi menjadi komoditas baru yang dapat meningkatkan pendapatan sekaligus mendukung penerapan ekonomi sirkular.
Dr. Illa Rizianiza mengatakan bahwa penelitian ini berangkat dari keyakinan bahwa limbah biomassa memiliki potensi besar apabila dipadukan dengan teknologi rekayasa yang tepat.
“Melalui penelitian ini, saya ingin menunjukkan bahwa limbah peternakan tidak hanya dapat diatasi sebagai persoalan lingkungan, tetapi juga diolah menjadi material karbon bernilai tinggi yang berpotensi mendukung perkembangan teknologi energi dan elektronik masa depan. Saya berharap teknologi reaktor yang kami kembangkan dapat menjadi landasan bagi pengembangan sistem konversi biomassa yang lebih efisien, cerdas, dan berkelanjutan,” ujar Illa.
Dekan Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Prof. Kemas Ridwan Kurniawan, S.T., M.Sc., Ph.D., mengapresiasi capaian tersebut sebagai contoh nyata bagaimana riset rekayasa mampu menjawab tantangan nasional melalui inovasi berbasis ilmu pengetahuan.
“Penelitian ini menunjukkan bagaimana pendekatan rekayasa dapat mengubah limbah menjadi material bernilai tinggi yang berpotensi mendukung pengembangan teknologi masa depan. Inovasi seperti ini sangat relevan dengan upaya penguatan ekonomi sirkular, kemandirian teknologi, dan pemanfaatan sumber daya lokal secara berkelanjutan,” ujar Prof. Kemas.
Sidang terbuka promosi doktor dilaksanakan pada 18 Juni 2026 di Ruang Smart Meeting Room, Gedung Dekanat FTUI. Sidang dipimpin oleh Prof. Ir. R. Jachrizal Sumabrata, M.Sc.(Eng)., Ph.D., dengan Prof. Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara sebagai promotor dan Eny Kusrini, S.Si., Ph.D., sebagai ko-promotor. Dewan penguji terdiri atas Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si., Prof. Dr.-Ing. Ir. Nasruddin, M.Eng., M.T., Prof. Dr. Ir. Adi Surjosatyo, M.Eng., Dr.-Ing. Ridho Irwansyah, S.T., M.T., serta Ahmad Syihan Auzani, S.T., M.T., Ph.D.
Disertasi ini juga diperkuat melalui skema joint supervision bersama Prof. Muhammad Aziz dari Tokyo University, Jepang. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa teknologi hijau tidak selalu harus berangkat dari material yang mahal atau langka, tetapi juga dapat lahir dari pemanfaatan limbah lokal yang dipadukan dengan inovasi rekayasa dan kecerdasan buatan. Melalui capaian ini, FTUI kembali menegaskan komitmennya dalam menghasilkan riset yang tidak hanya unggul secara akademik, tetapi juga mampu memberikan solusi nyata bagi tantangan pembangunan berkelanjutan dan transformasi industri nasional.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
