Karakteristik Material Elektroda Superkapasitor dari Arang Kulit Kopi Arabika yang Diaktivasi Dengan Variasi Konsentrasi Kalium Hidroksida

  • Putri Novi Yanti Universitas Malikussaleh
  • Adi Setiawan Universitas Malikussaleh ORCID
  • Ahmad Fikri Universitas Malikussaleh
  • Siti Nurjannah Universitas Malikussaleh
PDF
DOI https://doi.org/10.31544/jtera.v8.i2.2023.315-324
Published 2023-12-31
Full Text Preview
Download PDF

Abstract

Pemanfaatan limbah perkebunan kulit kopi menjadi karbon aktif dapat dilakukan sebagai elektroda penyusun superkapasitor. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh variasi konsentrasi dan lamanya waktu aktivasi terhadap karakteristik karbon aktif kulit kopi. Kulit kopi dibuat dibuat melalui serangkaian proses yang diawali dengan pencucian bahan baku, pengeringan dan kemudian pirolisis pada suhu 400°C selama 80 menit. Aktivasi secara kimia dengan variasi konsentrasi Kalium Hidroksida (KOH), lalu dilanjutkan dengan aktivasi fisika di suhu 600°C selama 60 menit dalam aliran gas nitrogen. Produk arang aktif selanjutnya dilakukan penghalusan dan pengayakan hingga mencapai ukuran yang homogen menggunakan saringan ukuran 325 mesh. Serbuk karbon aktif selanjutnya dikarakterisasi melalui analisa morfologi, uji serapan iodine dan metode proksimat untuk mengukur kadar air, kadar abu, kadar zat volatil, dan kadar karbon tetap. Kapasitansi listrik dianalisa dengan metode cyclic voltammetry. Dari hasil analisa SEM menunjukkan bahwa secara umum permukaan sampel kasar dan berongga. Nilai serapan iodin terbaik adalah 545,67 mg/g. Hasil analisa proksimat menunjukkan bahwa kadar air arang aktif adalah sebesar 3,45%, kadar abu 1,96%, dan kadar zat volatil 17,93%. Hasil pengujian cyclic voltammetry pada sampel K1 48 memperoleh nilai kapasitansi sebesar 18,012 F/g pada laju scan 3 mV/s. Secara umum kajian ini membuktikan bahwa limbah kulit buah kopi arabika berpotensi untuk dijadikan bahan baku elektroda superkapasitor.

Keywords

karbon aktif kulit kopi Arabika Kalium Hidroksida (KOH) superkapasitor

References

M. Yulian, D. Marullah, and S. Dana, BERBASIS POTENSI MASYARAKAT DI KABUPATEN BENER MERIAH, UNIVERSITAS ISLAM NEGERI AR-RANIRY BANDA ACEH.
H. S. Using, P. Kahol, and R. Gupta, “Waste Co ff ee Management : Deriving Nitrogen-Doped Co ff ee-Derived Carbon,” 2019.
E. T. Kembaren and Muchsin, “Pengelolaan Pasca Panen Kopi Arabika Gayo Aceh,” J. Visioner dan Strateg., vol. 10, no. 1, pp. 29–36, 2021.
T. V. V. B. V et al., “Crude oil Crude oil,” pp. 1–11, 2018.
N. Kurniawati and T. Surawan, “Superkapasitor Dari Karbon Aktif Limbah Daun Teh Sebagai Bahan Elektroda,” J. Teknol., vol. 8, no. 1, pp. 76–83, 2020.
E. Taer and Rika, Elektroda Karbon Nanofiber Berbasis Biomassa Untuk Superkapasitor, 2022.
R. F. Nuradi, “Pembuatan Superkapasitor Dari Karbon Aktif kulit Buah KAKAO Sebagai Penyimpan Energi,” Pertan. Organik, no. 02520002, pp. 1–15, 2022.
T. Novitra, “Superkapasitor Berbahan Dasar Karbon Aktif Ampas Biji Kopi dengan Aktivator KOH,” J. Chem. Inf. Model., pp. 1–82, 2021.
G. Sania, “Pemanfaatan Karbon Aktif dari Ampas Biji Kopi (Robusta) yang Diaktivasi Menggunakan Variasi Konsentrasi Kalium Hidroksida (KOH) sebagai Bahan Dasar Elektroda Superkapasitor,” Angew. Chemie Int. Ed., vol. 6, no. 11, pp. 10–27, 2021.
A. Nurul Huda, “Pemanfaatan Karbon Aktif dari Sekam Padi Sebagai Elektroda Superkapasitor,” J. Ilmu dan Inov. Fis., vol. 6, no. 2, pp. 102–113, 2022.
A. Setiawan, M. Zakarya, Alchalil, and T. Bin Nur, “Experimental Investigation and Simulation of Slow Pyrolysis Process of Arabica Coffee Agroindustry Residues in a Pilot-Scale Reactor,” J. Ecol. Eng., vol. 23, no. 8, pp. 260–269, 20.
S. Jamilatun, I. D. Isparulita, and E. N. Putri, “Karakteristik arang aktif dari tempurung kelapa dengan pengaktivasian H2SO4 Variasi suhu dan waktu,” Simp. Nas. Teknol. Terap., vol. 2, pp. 31–38, 2014.
F. Wulandari, E. Budi, J. Fisika, and F. Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, “Pengaruh Konsentrasi Larutan NaOH Pada Karbon Aktif Tempurung Kelapa Untuk Adsorpsi Logam Cu2+,” Spektra J. Fis. dan Apl., vol. 16, no. 2, pp. 60–64, 2015.
F. Aryani, “Aplikasi Metode Aktivasi Fisika dan Aktivasi Kimia pada Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung Kelapa (Cocos nucifera L),” Indones. J. Lab., vol. 1, no. 2, p. 16, 2019.
L. Maulinda, N. ZA, and D. N. Sari, “Pemanfaatan Kulit Singkong sebagai Bahan Baku Karbon Aktif,” J. Teknol. Kim. Unimal, vol. 4, no. 2, p. 11, 2017.
I. Wahyuni and R. Fathoni, “Pembuatan Karbon Aktif Dari Cangkang Kelapa Sawit Dengan Variasi Waktu Aktivasi,” J. Chemurg., vol. 3, no. 1, p. 11, 2019.
S. Oko, Mustafa, A. Kurniawan, and E. S. B. Palulun, “Pengaruh Suhu dan Konsentrasi Aktivator HCl terhadap Karakteristik Karbon Aktif dari Ampas Kopi,” Metana Media Komun. Rekayasa Proses dan Teknol. Tepat Guna, vol. 17, no. 1, pp. 15–21, 2021.
K. Sa’diyah and C. E. Lusiani, “Kualitas Karbon Aktif Kulit Pisang Kepok Menggunakan Aktivator Kimia dengan Variasi Konsentrasi dan Waktu Aktivasi,” J. Tek. Kim. dan Lingkung., vol. 6, no. 1, pp. 9–19, 2022.
P. Previanti, H. Sugiani, U. Pratomo, and S. Sukrido, “Daya Serap Dan Karakterisasi Arang Aktif Tulang Sapi Yang Teraktivasi Natrium Karbonat Terhadap Logam Tembaga,” Chim. Nat. Acta, vol. 3, no. 2, pp. 48–53, 2015.
Y. Hendrawan, S. M. Sutan, and R. Kreative, “Pengaruh Variasi Suhu Karbonisasi dan Konsentrasi Aktivator terhadap Karakteristik Karbon Aktif dari Ampas Tebu (Bagasse) Menggunakan Activating Agent NaCl,” J. Keteknikan Pertan. Trop. dan Biosist., vol. 5, no. 3, pp. 1–10, 2017.
O. N. Tetra, “Superkapasitor Berbahan Dasar Karbon Aktif Dan Larutan Ionik Sebagai Elektrolit,” J. Zarah, vol. 6, no. 1, pp. 39–46, 2018.
F. Tumimomor, A. Maddu, and G. Pari, “Pemanfaatan Karbon Aktif Dari Bambu Sebagai Elektroda Superkapasitor,” J. Ilm. Sains, vol. 17, no. 1, p. 73, 2017.
A. P. Sandi and Astuti, “Pengaruh Waktu Aktivasi menggunakan H3PO4 terhadap Struktur dan Ukuran Pori Karbon Berbasis Aarang Tempurung Kemiri (Aleurites moluccana),” J. Fis. Unand, vol. 3, no. 2, pp. 115–120, 2014.
Y. Purnomo, S. Sy, H. Muchtar, and R. Kumar, “Pembuatan dan Karakterisasi Tinta Serbuk Printer Berbahan Baku Arang Aktif dari Limbah Padat Pengolahan Gambir,” J. Litbang Ind., vol. 7, no. 2, p. 71, 2017.
“2024 Biomass waste-derived porous graphitic carbon for high-performance supercapacitors-3.pdf.”
O. Gharbi, M. T. T. Tran, B. Tribollet, M. Turmine, and V. Vivier, “Revisiting cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy analysis for capacitance measurements,” Electrochim. Acta, vol. 343, 2020.
F. R. Tumimomor and S. C. Palilingan, “Pemanfaatan karbon aktif dari sabut kelapa sebagai elektroda superkapasitor,” Fuller. J. Chem., vol. 3, no. 1, p. 13, 2018.

Issue

Vol. 8 No. 2: December 2023

Section

Articles

License

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

The copyright to this article is transferred to JTERA if and when the article is accepted for publication. The undersigned hereby transfers any and all rights in and to the paper including without limitation all copyrights to JTERA. The undersigned hereby represents and warrants that the paper is original and that he/she is the author of the paper, except for material that is clearly identified as to its original source, with permission notices from the copyright owners where required. The undersigned represents that he/she has the power and authority to make and execute this assignment. The copyright transfer form will be sent via email before the article published.

The corresponding author signs for and accepts responsibility for releasing this material on behalf of any and all co-authors. This agreement is to be signed by at least one of the authors who have obtained the assent of the co-author(s) where applicable. After submission of this agreement signed by the corresponding author, changes of authorship or in the order of the authors listed will not be accepted.