biobaterai limbah kulit durian (durio zibethinus) sebagai ... · ur trsy,6%1 trsy biobaterai limbah...
Post on 11-Nov-2020
5 Views
Preview:
TRANSCRIPT
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
Biobaterai Limbah Kulit Durian (Durio Zibethinus)
Sebagai Solusi Atasi Krisis Energi
Khairiah1,a) dan Rita Destini1,b)
1Pendidikan Fisika FKIP Universitas Muslim Nusantara Alwashliyah Medan
a) khairiahlubis10@gmail.com (corresponding author)b) destini_rita@yahoo.com
Abstrak Penelitian ini mengkaji tentang elektrolit baterai kulit durian (Durio zibethinus) sebagai solusi atasi krisis
energi berbasis teknologi ramah lingkungan. Syarat agar suatu baterai dapat menghasilkan listrik adalah
dengan adanya elektrolit. Elektrolit merupakan suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan
selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik, ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik. Elektrolit
bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya. Alam sendiri telah menunjukkan elektrolit
sayuran maupun buah-buahan kepada kita. Salah satunya adalah limbah kulit durian yang sudah berguna
lagi dapat dimanfaatkan sebagai biobaterai karena mengandung mineral-mineral zat Kalium, Natrium,
Mangan, Asam Folat tinggi yang bisa digunakan untuk mengalirkan ion positif dan negatif. Kandungan zat
inilah yang kemudian menciptakan aliran listrik. Metode penelitian yang digunakan adalah metode percobaan
dan eksperimen. Hasil yang diperoleh dari pengukuran tegangan dan arus bio-baterai ditabelkan dan
dianalisa, kemudian dibuat grafik tegangan dan derajat keasamaan dengan variasi konsentrasi pengenceran
dan variasi lama fermentasi pada bio-baterai dibuat dengan menggunakan Microsoft Excel 2010.
Kata kunci : Kulit Durian, Elektrolit, Krisis Energi, Ramah Lingkungan, Biobaterai
PENDAHULUAN
Penemuan pemanfaatan buah sebagai sumber energi listrik dapat dikembangkan lagi untuk berbagai
kebutuhan rumah tangga, seperti baterai untuk radio, jam dinding atau lampu penerangan bagi daerah
pedesaan yang belum tersentuh listrik. [7] Krisis energi saat ini menjadi masalah yang sangat fundamental.
Salah satu upaya untuk mengatasi krisis energi listrik adalah mengurangi ketergantungan terhadap sumber
energi fosil. [2] Hal ini dikarenakan energi fosil yang ada, jumlahnya terbatas, juga merupakan energi yang
tidak dapat diperbaharui dan memerlukan waktu yang lama untuk menciptakannya. khususnya masalah
energi listrik. Energi listrik juga merupakan energi yang sangat penting bagi kehidupan manusia dalam
melakukan aktivitas sehari-hari, dari kebutuhan yang sifatnya mendasar seperti untuk kebutuhan rumah
tangga hingga untuk kebutuhan komersial, hampir semuanya membutuhkan energi listrik. [1] Tetapi saat ini,
ketersediaan sumber energi listrik tidak mampu memenuhi peningkatan kebutuhan listrik di Indonesia, maka
terjadinya pemutusan sementara dan pembagian energi listrik secara bergilir merupakan dampak dari
terbatasnya energi listrik yang dapat disalurkan oleh PLN. [9] Didapatlah hasil penelitian sebagai berikut
dimana listrik yang dihasilkan oleh limbah kulit durian itu adalah 3.5 Volt maka dari itu limbah kulit durian
ini berpotensi sebagai biobaterai, sehingga penelitian dilanjutkan ketahap berikutnya yakni proses fermentasi
ISBN: 978-602-61045-3-3 117
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
dan kontinuitas waktu, dimana hipotesis dari perlakuan tersebut akan menambah jumlah tegangan dan
konduktivitas listrik dari limbah kulit durian tersebut.
Buah durian yang berasal dari pohon durian (Durio zibethinus L.) banyak tumbuh di hutan maupun di
kebun milik penduduk. Ciri buahnya, bentuknya besar bulat/oval dengan aroma rasa, baunya khas dan
menjadi buah primadona yang banyak disukai masyarakat Indonesia umumnya. Buahnya besar dan berduri
dengan kulit buah yang keras dan tebal hampir seperempat bagian dari buahnya merupakan bagian yang
dibuang begitu saja sampai akhirnya menjadi busuk. Apabila dilihat dari karakteristik bentuk dan sifat-sifat
kulitnya, sebenarnya banyak manfaat yang dapat dihasilkan dari kulit buahnya.
Gambar 1. Pasta Elektrolit Dari Limbah Kulit Durian [8]
Kulit buah yang lunak dapat dijadikan pasta, dimana pasta tersebut mengandung elektrolit yang dapat
menghantarkan arus listrik dan tegangan. Kandungan asam yang tinggi membuat kulit durian tersebut
memiliki pH yang besar pula sehingga ion ion yang terkandung didalamnya dapat saling mengikat dan
membentuk pasta elektrolit. [4] Pasta elektrolit dideteksi atau diduga dapat meningkat dengan melakukan
perlakuan/treatment yaitu dengan proses fermentasi dan kontiniutas waktu. [3] Pada dasarnya suatu larutan
asam dapat menghantarkan elektron danmenghasilkan arus listrik yang dapat digunakan sebagai bio-baterai.
Prinsip penelitian ini hanya melibatkan transportasi elektron antara dua elektroda yang dipisahkan oleh
medium konduktif (elektrolit) yang memberikan kekuatan gerak elektro berupa potensial listrik dan arus.Pada
elektroda elektrolit, elektron mengalir dibawa oleh ion-ion dan kemudian mengalami elektrolisis. Elektrolisis
berarti perubahan kimia yang diproduksi dengan melewati arus listrik melalui elektrolit. Aliran elektron dari
katoda melalui elektrolit keanoda. Katoda adalah elektroda negatif, seperti lempengan tembaga, dan anoda
adalah elektroda positif, seperti lempengan seng. Proses ini menghasilkan listrik dengan cara yang sama
sebagai baterai volta. Ketika buah mulai membusuk, terjadi proses fermentasi yang menghasilkan asam yang
lebih yang meningkatkan kekuatan elektrolit dalam sayuran. [5] Sehingga, buah yang busuk menjadi lebih
reaktif dengan elektroda dan menghasilkan tegangan yang lebih tinggi daripada buah yang segar.
Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu
beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan
berpindah, menghasilkan arus listrik. [6]
METODE
Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen, dimana eksperimen yang
dilakukan terdiri atas 3 bagian yaitu: tahap persiapan, tahap observasi dan pengambilan data, tahap analisa
data. Dimana tahap persiapan adalah menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan, memisahkan dan
memotong kulit durian yang kasar, menimbang massa kulit durian yang halus, menggiling kulit durian halus
dengan blender, dan membuat pasta elektrolit kulit durian. Selanjutnya tahap obrservasi dan pengambilan data
yakni membagi pasta elektrolit ke dalam wadah yang telah disiapkan menjadi 10 bagian yang sama,
menandai/melabeli lama waktu tiap wadah 1 hari, 2 hari dst, mengecek pasta elektrolit secara berkala dan
kontiniu, mengukur pH dari pasta elektrolit kulit durian dengan alat pHmeter, mengukur konduktivitas listrik
dari pasta elektrolit kulit durian dengan variasi jenis elektroda yang digunakan, mengukur arus listrik dari pasta
ISBN: 978-602-61045-3-3 118
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
elektrolit kulit durian dengan variasi jenis elektroda yang digunakan, mengukur tegangan listrik dari pasta
elektrolit kulit durian dengan variasi jenis elektroda yang digunakan, menambahkan garam NaCl kedalam
pasta elektrolit dengan variasi konsentrasi 0, 0.25M, 0.5M dan merangkai dioda LED merah dengan tegangan
yang dihasilkan pasta elektrolit kulit durian.
Kemudian tahap analisa data dan pengambilan data yakni mengukur pH dari pasta elektrolit kulit durian
dengan alat pHmeter, mengukur konduktivitas listrik dari pasta elektrolit kulit durian dengan variasi jenis
elektroda yang digunakan, mengukur arus listrik dari pasta elektrolit kulit durian dengan variasi jenis elektroda
yang digunakan, mengukur tegangan listrik dari pasta elektrolit kulit durian dengan variasi jenis elektroda
yang digunakan, menambahkan garam NaCl kedalam pasta elektrolit dengan variasi konsentrasi, dan
merangkai dioda LED merah dengan tegangan yang dihasilkan pasta elektrolit kulit durian. Hasil yang
diperoleh dari pengukuran tegangan dan arus pasta elektrolit ditabelkan dan dianalisa, kemudian dibuat grafik
konduktivitas, tegangan dan arus pasta elektrolit terhadap variasi jenis elektroda, proses fermentasi,
kontiniutas waktu dan penambahan NaCl, dibuat dengan menggunakan Microsoft Excel 2010.. Pengukuran
yang dilakukan pada masing masing variasi konsentrasi pengenceran dan variasi lama fermentasi.dapat
dilihat pada gambar sampel dibawah ini:
Gambar 2. Pengukuran pada sampel [8]
HASIL PEMBAHASAN
Data yang didapat pada proses penelitian disajikan dalam bentuk tabel dan ditabulasi dalam bentuk grafik
pada microsoft excel 2010. Data yang didapat adalah derajat keasaman dan tegangan listrik dalam limbah
kulit durian dengan memvariasikan lama fermentasi dan pengenceran. Adapun data tersebut dapat dilihat
pada tabel dibawah ini
Tabel 1. Variasi lama fermentasi
Fermentasi
(Kontinuitas waktu)
pH (Derajat
Keasaman)
Tegangan Listrik
1 hari 4.12 0,812 V
2 hari 3.54 1,208 V
3 hari 3.19 1,532 V
4 hari 2.57 2,072 V
5 hari 2.42 2,591 V
Tabel 2. Variasi konsentrasi pengenceran
Konsentrasi
(Pengenceran)
pH ( Derajat
Keasaman)
Tegangan Listrik
2.5 M 3.56 0,812 V
2 M 2.55 1,208 V
1.5 M 2.10 1,532 V
1 M 1.56 2,072 V
ISBN: 978-602-61045-3-3 119
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 1 2 3
pH ( DerajatKeasaman)
0.5 M 1.26 2,591 V
Pada proses fermentasi, waktu fermentasi akan merubah keasamannya dimana semakin lama fermentasi
semakin tinggi keasamannya (pH tinggi), sehingga tegangan listriknya semakin meningkat begitu juga
sebaliknya. derajat keasaman akan semakin rendah yang mengkibatkan tegangan juga semakin rendah ketika
lama fermentasi semakin singkat. Dapat dilihat pada grafik dibawah ini
Gambar 3. Grafik derajat keasaman terhadap tegangan listrik berdasarkan perubahan lama fermentasi
Pada proses pengenceran, Semakin rendah keasamannya (pH rendah) semakin rendah pula tegangan
listriknya. Begitu juga sebaliknya, dimana semakin tinggi tingkat keasaman maka tegangan listrik semakin
tinggi pula Pengenceran yang dilakukan terkait penambahan air dan garam pada sampel sehingga terdapat
perubahan nilai derajat keasaman. Dapat dilihat pada grafik dibawah ini
Gambar 4. Grafik derajat keasaman terhadap tegangan listrik berdasarkan perubahan konsentrasi
Pada dasarnya suatu larutan asam dapat menghantarkan elektron dan menghasilkan arus listrik yang dapat
digunakan sebagai biobaterai. Prinsip penelitian ini hanya melibatkan transportasi elektron antara dua
elektroda yang dipisahkan oleh medium konduktif (elektrolit) yang memberikan kekuatan gerak elektro
berupa potensial listrik dan arus. Pada elektroda elektrolit, elektron mengalir dibawa oleh ion-ion dan
kemudian mengalami elektrolisis. Elektrolisis berarti perubahan kimia yang diproduksi dengan melewati arus
listrik melalui elektrolit. Aliran elektron dari katoda melalui elektrolit keanoda. Ketika limbah kulit durian
mulai membusuk, terjadi proses fermentasi yang menghasilkan asam yang lebih yang meningkatkan kekuatan
elektrolit Sehingga hasil yang didapat bahwa proses fermentasi dapat meningkatkan tegangan dan arus listrik
dari linbah kulit durian tersebut. Dari tegangan dan arus listrik tersebut maka dapat dikatakan bahwa Energi
listrik akan terus meningkat dari akibat proses fermentasi dan kontinuitas waktu.
KESIMPULAN
❖ Limbah kulit durian berpotensi dan dapat digunakan sebagai biobaterai yang ramah lingkungan
❖ Tegangan listrik yang dihasilkan oleh pasta elektrolit limbah kulit durian bertambah seiring
ditambahnya konsentrasi campurannya dan juga bertambah lamanya proses fermentasi
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6
pH ( DerajatKeasaman)
ISBN: 978-602-61045-3-3 120
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
❖ Tegangan listrik yang dihasilkan oleh pasta elektrolit limbah kulit durian bertambah seiring
bertambah lamanya proses fermentasi
❖ Untuk perbandingan tegangan dan arus listriknya dimana arus listrik dan tegangan berbanding lurus
ditandai dengan grafik yang garis lurus dan berimpit. Hal ini memperlihatkan jika tegangan listrik
naik maka arus listrik juga naik.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan makalah
ini. Makalah ini didanai oleh Hibah Internal Universitas Muslim Nusantara Alwashliyah.
REFERENSI
1. A. K.Pathrikar, The Future Of Energy Bio Battery, International Journal of Research in Engineering
and Technology, 2 (2013)
2. V. R. Kannan, S. Filipek3, P. Li, G. F. Audette dan L., Bio- Batteries and Bio-Fuel Cells:
Leveraging on Electronic Charge Transfer Proteins, Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9
(2011)
3. A. A. S. Al-Ghamdi dan F. Al-Marzouki, Green Energy : Electric Batteries from Food, (2012)
4. H. N. Alaudina, Let’s Fly Around The World With King Fruit, APEC Youth Scientist Journal 3
(2012)
5. M.N. Amin dan P.D.Dey, Electrochemical Analysis of Fruit and Vegetable Freshness. California :
Universitas Nasional (2010)
6. N. Jayashantha, K.D. Jayasuriya dan R.P. Wijesundera, Biodegradable Plantain Pith for Galvanic
Cells. Proceedings of the Technical Sessions 28 (2012)
7. M. Kartawidjaja, A. Abdurrocman dan E. Rumeksa, Pencarian Parameter Bio-Baterai Asam Sitrat
(C6H8O7), Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II (2011)
8. Khairiah, Analisis Kelistrikan Pasta Elektrolit Limbah Kulit Durian (Durio Zibethinus) Sebagai Bio
Baterai, Laporan Akhir Penelitian LP2M Universitas Muslim Nusantara Alwashliyah (2016)
9. B. Kuswandi dkk., Pemanfaatan Baterai Bekas Sebagai Elektroda Konduktansi Sederhana, Jurnal
Ilmu Dasar, 2 (2011)
ISBN: 978-602-61045-3-3 121
top related