Murie Dwiyantini, mahasiswa program Doktor dari Departemen Teknik Elektro FTUI melakukan penelitian mengenai ampas tebu yang ternyata dapat dijadikan sebagai salah satu bahan alternatif dalam penyimpanan energi. Penelitian ini dituangkan dalam disertasinya yang berjudul ”Pengembangan Kapasitor Lithium Ion Sebagai Piranti Penyimpanan Energi Berbahan Biomassa Ampas Tebu dengan Komposit MnO2” dan dipresentasikan pada sidang terbuka Promosi Doktor yang dilaksanakan pada Kamis (11/01/2024) di Makara 04 Smart Meeting Room, Gedung Dekanat FTUI.
Pemanasan global dari berbagai sektor kehidupan, terutama sektor energi, berdampak signifikan terhadap emisi gas rumah kaca sehingga diperlukan energi bersih yang bersumber dari energi baru terbarukan (EBT). Meskipun Indonesia telah mendorong penggunaan EBT, namun kendala pengembangan dan sifat intermittent sumber EBT memerlukan piranti penyimpanan energi (baterai) yang berbiaya tinggi.
Kapasitor Lithium Ion (KLI), baterai jenis baru yang merupakan gabungan baterai lithium ion pada anoda dan superkapasitor pada katoda, menawarkan solusi kerapatan energi yang besar dan daya yang tinggi. ”Namun performansi KLI sangat dipengaruhi oleh material katoda yang berbahan karbon aktif. Karbon aktif umumnya terbuat dari graphene yang mahal, proses pembuatannya kompleks dan berbahaya bagi kesehatan. Sehingga perlu dicarikan alternatif bahan pembuat karbon aktif yang murah dan ramah lingkungan. Salah satu opsinya adalah limbah biomasa ampas tebu yang sangat berlimpah di Indonesia. Ampas tebu memiliki kandungan karbon dan lignoselulosa yang tinggi sehingga dapat dijadikan material karbon aktif berkualitas,” jelas Murie dalam presentasinya.
Dalam penelitian ini, Murie melakukan analisa sintesis pada material ampas tebu menjadi karbon aktif menggunakan metode pirolisis sederhana dengan tabung reaktor kedap udara dan cara kering, di mana aktivator kimia dicampur langsung ke dalam karbon tanpa larutan, sehingga lebih efisien dari segi waktu dan biaya. Selanjutnya, karbon aktif ampas tebu digunakan sebagai material katoda pada KLI dan disusun bersama dengan LTO sebagai anoda dalam bentuk koin sel CR2032. Namun hasil pengujian elektrokimia KLI berbahan karbon ampas tebu menunjukkan kerapatan daya dan konduktivitas yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, ditambahkanlah oksida logam berupa MnO2 yang memiliki kapasitansi tinggi, murah dan ramah lingkungan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa karbon aktif berbahan ampas tebu dapat dijadikan material katoda pada KLI. Luas permukaan spesifik tertinggi adalah 1906 m2/g, spesifik kapasitansi 61 F/g, kerapatan energi 122 Wh/kg, kerapatan daya 1800 W/kg, konduktivitas 2,15 μS/cm, dan kapasitas 33 mAh/g dengan retensi 84% dalam 100 siklus. Penambahan MnO2 pada karbon aktif menunjukkan peningkatan performansi elektrokimia KLI yaitu spesifik kapasitansi 101 F/g, kerapatan energi 452 Wh/kg, kerapatan daya 2700 W/kg, konduktivitas 9,17 μS/cm, dan kapasitas 55 mAh/g dengan retensi 93% dalam 100 siklus. Kesimpulan penelitan ini, ampas tebu berpotensi menjadi karbon aktif yang digunakan sebagai material katoda pada KLI. Penambahan MnO2 pada karbon aktif ampas tebu menunjukkan kinerja KLI yang lebih baik sebagai piranti penyimpan energi yang ramah lingkungan.
Dekan FTUI, Prof. Dr. Heri Hermansyah, S.T., M.Eng., IPU., menyampaikan “Penelitian ini sangat menarik karena menawarkan pendekatan baru untuk memanfaatkan karbon aktif yang berasal dari limbah pertanian untuk membangun KLI melalui proses sintesis yang sederhana. Selain itu, hasil ini menjadikan karbon aktif berbasis ampas tebu sebagai kandidat yang menjanjikan untuk aplikasi penyimpanan energi di masa depan.”
Disertasi penelitian mengenai penggunaan ampas tebu sebagai material penyimpanan energi ini, berhasil mengantarkan Murie Dwiyantini meraih gelar doktor di bidang Ilmu Teknik Elektro dengan predikat sangat memuaskan, IPK 3.92. Murie tercatat sebagai lulusan doktor ke-166 Departemen Teknik Elektro dan doktor ke-532 Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Sidang Promosi ini dipimpin oleh Prof. Ir. Mahmud Sudibandriyo, M.Sc., Ph.D. dengan promotor Prof. Dr. Ir. Rudy Setiabudy, DEA. dan ko-promotor Chairul Hudaya, Ph.D. Sementara tim penguji terdiri dari Prof. Ir. Renaldy Dalimi, M.Sc.,Ph.D.; Prof. Dr. Iwa Garniwa, M.K.,M.T.; Prof Dr. Rer.nat Evvy Kartini; Dr Ir. Bambang Priyono, M.T.; dan Dr. Ing Budi Sudiarto, S.T.,M.T.
***
Kantor Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
