Mahasiswa Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Brawijaya (FT-UB) yang tergabung dalam tim TC-ONE membuat inovasi Sulfur Carbon Nanosheet Kulit Asam Jawa sebagai Anoda Baterai Natrium-Ion Masa Depan.
Melalui riset mereka, Kinanti Amartia Permadi (2020) bersama keempat rekannya: Nabila Sahya Tartila (2020), Salsabila Rahmah (2020), Muhammad Haidar Baqir (2020), dan Wahyu Diski Pratama (2019) berhasil menciptakan baterai masa depan berkapasitas tinggi dari kulit asam jawa yang diubah menjadi carbon nanosheet yang di-dopping sulfur sebagai anoda baterai natrium ion pengganti anoda grafit.
Ketua Tim Kinanti Amartia Permadi mengungkapkan, beberapa tahun terakhir ini kendaraan listrik mendapat perhatian lebih karena potensinya dalam mengurangi emisi CO2 yang dihasilkan dari bahan bakar minyak bumi yang sangat tinggi setiap tahunnya.
Keberadaan industri baterai menjadi penting, karena baterai menjadi komponen utama dalam pembuatan kendaraan listrik dan barang-barang elektronik di sekitar kita.
“Baterai yang umum digunakan adalah baterai lithium-ion. Namun, Logam lithium tergolong sebagai logam yang langka (rare earth) dengan jumlah hanya 0,006% di dalam kerak bumi dan penyebarannya pun tidak merata,” ungkap Kinanti.
Perlu diketahui, pada tahun 2022 kebutuhan logam lithium mencapai 689.000 ton/tahun, hal ini akan menyebabkan kurangnya pasokan lithium sehingga berdampak pada keterbatasan pemenuhan tempat penyimpanan energi.
“Di sisi lain, inovasi baterai natrium-ion sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai pengganti lithium-ion. Logam natrium memiliki jumlah yang cukup banyak di air laut, kerak bumi, dan komponen dari tumbuh-tumbuhan sehingga penggunaannya juga akan lebih ekonomis dibandingkan dengan logam lithium,” tambah Nabila.
Bahan yang sering digunakan sebagai anoda pada baterai Natrium-Ion adalah karbon atau grafit. Namun, ion natrium memiliki ukuran lebih besar dibandingkan dengan ion lithium sehingga penambahan natrium pada anoda grafit dapat menyebabkan ekspansi volume dan kehancuran karena luas permukaan grafit yang kurang.
Untuk itu, inovasi Sulfur Carbon Nanosheet Kulit Asam Jawa dilakukan sebagai upaya meningkatkan performa baterai Natrium-Ion.
“Karbon aktif dari kulit buah asam jawa dapat menghasilkan specific capacity tertinggi mencapai 412 F/g,” ungkap Salsabila.
Dengan membuat anoda baterai natrium ion yang berasal dari kulit asam jawa menjadi bentuk carbon nanosheet, akan menghasilkan penyimpanan ionik tertinggi yang bersifat mikropori dengan produksi berskala nano.
“Untuk meningkatkan performanya, carbon nanosheet di-doping dengan sulfur. Pen-doppingan ini memiliki banyak keunggulan diantaranya akan terjadi penambahan reaksi Faraday untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan Na+, memperbesar luas permukaan spesifik untuk reaksi, meningkatkan elektronegativitas dan konduktivitas listrik yang lebih baik, serta memperluas jarak antar lapisan untuk tempat penyerapan dan transfer Na+ dalam proses charge/discharge,” papar Haidar.
Dengan karya mereka, tim TC-ONE berhasil meraih dana riset dari Kementrian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi dalam ajang Pekan Kreativitas Mahasiswa (PKM) bidang Riset Eksakta.
“Kami harap TC-ONE dapat memberikan kontribusi secara signifikan bagi perkembangan kemajuan industri di bidang energi terbarukan dalam mewujudkan Indonesia mandiri energi tahun 2045,” ucap Kinanti.
Dibawah bimbingan dosen Supriyono, S.T., M.T., tim akan berjuang untuk mengikuti seleksi Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) XXXV Tahun 2022. [Nabila/Irene]
