Zefa Tan

    FOLLOW  

Nanoteknologi Material Ajaib dari Daur Ulang Limbah Kelapa Sawit

Teknologi | Tuesday, 23 May 2023, 16:25 WIB

Kebutuhan energi dunia semakin meningkat termasuk Indonesia, Kementrian Energi dan Sumberdaya Mineral Republik Indonesia , konsumsi energi Indonesia mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Periode 2017-2018, konsumsi energi akhir mengalami peningkatan sebesar 11,27% dari 780.600.000 Barrel of Oil Equivalent menjadi 868.581.000 BOE. Menurut jenis energi, tahun 2018 konsumsi energi Bahan Bakar Minyak merupakan konsumsi energi tertinggi yang diikuti listrik , biogasoline , batu bara dan gas alam.

Saat ini, permasalahan energi tidak hanya terfokus pada pencarian sumber energi baru, namun juga inovasi pada material untuk menyimpan energi tersebut. Material terkait energi yang saat ini dikembangkan adalah material dalam bentuk nano (nanomaterial), salah satunya adalah grafena. Grafena merupakan molekul yang terdiri dari atom karbon murni. Grafena adalah lembaran yang sangat tipis yang pernah ada. Grafena juga memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. Elektron dalam grafena bersifat relativistik; memiliki kecepatan yang luar biasa.

Aplikasi grafena sangat menjanjikan dalam berbagai bidang, khususnya energi seperti sebagai elektroda konduktor transparan, transistor, ultrakapasitor dan anoda pada baterai lithium ion. Material grafena pertama kali disintesis oleh Andre K. Geim dan Konstantine Novoselov dari Manchester University, UK pada tahun 2004 dengan cara mengambil satu lapisan tipis karbon dengan ketebalan hanya satu atom yang terdapat pada pensil dengan menggunakan selotip.

Pelepah kelapa sawit termasuk bahan dengan kandungan selulosa yang cukup tinggi dan memiliki massa jenis lebih daripada kayu yaitu sebesar 1,16 g/cm3 . Kandungan selulosa yang cukup tinggi tersebut lah yang berpotensi dapat diolah lebih lanjut menjadi bahan baku dalam sintesis grafena Hal ini didukung oleh fakta bahwa sawit merupakan hasil pertanian yang cukup melimpah, Direktorat Jenderal Perkebunan tahun 2017, Provinsi Jambi tahun 2017 memiliki luas lahan sawit mencapai 463.952 hektar.

Grafena merupakan nanomaterial yang memiliki konduktivitas tinggi, dapat disintesis dari limbah pelepah sawit dengan komponen dominan selulosa, hemiselulosa dan lignin yang dimanfaatkan sebagai sumber karbon. Grafit oksida disintesis menggunakan metode Hummers yaitu reaksi oksidasi grafit menjadi grafit oksida dengan oksidator berupa KMnO4 dalam suasana asam yang menghasilkan campuran berwarna coklat tua. Hasil FTIR menunjukkan adanya gugus fungsional O-H, C=O, ikatan C–OH dan C–O hanya pada grafit dan grafit oksida.

Sintesis grafena dari limbah pelepah sawit menggunakan metode Reduksi Grafit Oksida GO dengan Reduktor Zn. Grafit Oksida disintesis menggunakan metode Hummers melalui oksidasi bubuk arang pelepah sawit dengan ukuran 270 mesh. Diberikan variasi ukuran bubuk arang pelepah sawit yaitu dengan pengayakan ukuran pertengahan 270 mesh dan tanpa pengayakan. Lalu dilakukan Karakterisasi Grafena menggunakan analisis XRD, FTIR dan SEM. XRD untuk menganalisa struktur 2D; FTIR untuk mengetahui konfigurasi ikatan pada grafena hasil sintesis dan SEM untuk menentukan bentuk 3D nanomaterial grafena dari limbah pelepah sawit.

Hasil SEM dari penelitian tersebut menunjukkan grafena berbentuk lembaran yang lebih tipis dari grafit oksida. Lembaran grafena terdiri dari satu lapis struktur heksagonal planar sehingga tampak agak transparan yang terdiri atas single layer dan multi layer. Pengamatan grafena pada perbesaran 10000 kali menunjukkan lembaran grafena yang menekuk ke dalam dan pada per-besaran 500 kali tampak adanya pola bintik atau pengotor. Pola bintik yang muncul ini menan-dakan adanya kelemahan dari hasil penelitian ini yaitu proses pencucian pada tahap reduksi grafit oksida masih kurang bersih yang mengakibatkan masih tersisanya grafit yang tidak bereaksi saat direduksi