modifikasi grafit mesopori dengan … grafik hubungan arus listrik terhadap waktu pada grafit yang...

39
MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN PELAPISAN POLIPIROL SEBAGAI ELEKTRODA PADA MICROBIAL FUEL CELL SINGLE CHAMBER YUDHA JATI WIRATMOKO DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

Upload: letruc

Post on 11-Mar-2019

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN PELAPISAN

POLIPIROL SEBAGAI ELEKTRODA PADA MICROBIAL

FUEL CELL SINGLE CHAMBER

YUDHA JATI WIRATMOKO

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 2: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda
Page 3: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Modifkasi Grafit

Mesopori dengan Pelapisan Polipirol Sebagai Elektroda pada Microbial Fuel Cell

Single Chamber adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing

dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.

Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun

tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan

dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, September 2014

Yudha Jati Wiratmoko

NIM G74100073

Page 4: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

ABSTRAK

YUDHA JATI WIRATMOKO. Modifikasi Grafit Mesopori dengan Pelapisan

Polipirol Sebagai Elektroda pada Microbial Fuel Cell Single Chamber. Dibimbing

oleh AKHIRUDDIN MADDU dan GUSTAN PARI.

Mikrobial Fuel Cell (MFC) merupakan suatu alat yang memanfaatkan

metabolisme mikroba dalam menghasilkan listrik. Keluaran yang dapat dipanen

dari MFC bergantung pada elektroda yang digunakan untuk menangkap elektron.

Perlakuan yang diberikan pada elektroda grafit berupa variasi konsentrasi KOH

pada saat aktivasi dan variasi tegangan pada saat elektropolimerisasi. Berdasarkan

hasil penelitian didapatkan bahwa elektroda grafit yang dimurnikan dengan

perbandingan KOH 1:6 dan dilapisi polipirol pada permukaannya dengan

tegangan 0.8 Volt menghasilkan tegangan 321 mVolt dengan kuat arus listrik

sebesar 170.4 μA. Besarnya tegangan dan arus listrik dipengaruhi oleh luas

permukaan elektroda dan pengaruh tegangan yang diberikan pada saat proses

pelapisan polipirol. Selain itu, metabolisme yang terjadi pada mikroba ikut serta

dalam mempengaruhi besarnya tegangan yang dihasilkan.

Kata kunci: Elektropolimerisasi, energi listrik, mikrobial fuel cell, polipirol

ABSTRACT

YUDHA JATI WIRATMOKO. Mesoporous Graphite Modification with

Coating Polypyrrole as Electrode on Microbial Fuel Cell Single Chamber. Guided

by AKHIRUDDIN MADDU and GUSTAN PARI.

Microbial Fuel Cell (MFC) is an instrument that utilizes the microbial

metabolism in generating electricity. Output of MFC is depend on the electrode

that used in capturing the electrons. The treatment given to the graphite electrode

are varying the KOH concentration during activation and varying of the applied

voltage during electropolymerization. Based on the research, a graphite electrode

that activated with the KOH ratio of 1:6 and polypyrrole coated at surface with

voltage applied of 0.8 Volts, generates a voltage of 321 mVolts with the electric

current of 170.4 μA. The amount of the voltage and electric current affected by

the surface area of the electrode and the effect of voltage applied during

polypyrrole coating process. Moreover, the microbial metabolism also has some

effect on the amount of electricity that obtained.

Keywords: Electrical energy, electropolymerization, microbial fuel cell,

polypyrrole.

Page 5: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains

pada

Departemen Fisika

MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN PELAPISAN

POLIPIROL SEBAGAI ELEKTRODA PADA MICROBIAL

FUEL CELL SINGLE CHAMBER

YUDHA JATI WIRATMOKO

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 6: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda
Page 7: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

Judul Skripsi : Modifikasi Grafit Mesopori dengan Pelapisan Polipirol Sebagai

Elektroda pada Microbial Fuel Cell Single Chamber

Nama : Yudha Jati Wiratmoko

NIM : G74100073

Disetujui oleh

Dr Akhirudin Maddu, M.Si

Pembimbing I

Prof (R) Dr Gustan Pari

Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Kiagus Dahlan

Kepala Bagian Biofisika

Tanggal Lulus:

Page 8: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah swt. yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan usulan

penelitian dengan judul “Modifikasi Grafit Mesopori dengan Pelapisan Polipirol

Sebagai Elektroda pada Pembangkit Listrik Berbasis Microbial Fuel Cell Single

Chamber” sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen

Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.

Dalam penulisan usulan penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai

pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dosen pembimbing Skripsi Dr Akhiruddin Maddu M.Si dan Prof (R)

Dr Gustan Pari yang telah memberikan ide dan masukan serta

bimbingan selama penelitian.

2. Dosen pembimbing akademik serta semua dosen dan staff

Departemen Fisika IPB.

3. Kedua orang tua Bapak Joko Sudarno dan Ibu Surati yang selalu

memberikan doa, nasehat, semangat dan motivasi kepada penulis.

4. Retno Jati Sekarini yang selalu memberikan semangat kepada penulis.

5. Ervina Marviana yang selalu memberikan masukan, semangat, dan

perhatian.

6. Rekan kerja penelitian Ribut Wahidin yang saling membantu selama

penelitian.

7. Teman-teman fisika 47 yang selalu memberikan semangat dan

motivasi kepada penulis.

8. Warga wisma J-camp (ka wede, bang ucok, mas don, dan juna) yang

selalu membantu penulis dalam mencari inspirasi.

Selanjutnya, penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini masih jauh

dari sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis

harapkan demi kemajuan penelitian ini.

Bogor, September 2014

Yudha Jati Wiratmoko

Page 9: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda
Page 10: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 2

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA

Mikrobial Fuel Cell 2

Grafit 3

Substrat 4

Polipirol 4

Elektropolimerisasi 5

METODE 6

Waktu dan Tempat 6

Bahan 6

Alat 6

Metode Penelitian 7

HASIL DAN PEMBAHASAN 8

SIMPULAN DAN SARAN 18

Simpulan 18

Saran 18

DAFTAR PUSTAKA 19

LAMPIRAN 20

RIWAYAT HIDUP 27

Page 11: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

DAFTAR TABEL

1 Karakteristik Grafit 3 2 Hasil Pengujian Daya Jerap Iod 9 3 Hasil Karakterisasi BET 10 4 Kombinasi Perlakuan Grafit 10

DAFTAR GAMBAR

1 Skema Mikrobial Fuel Cell 3 2 Elektroda Grafit 4 3 Larutan Pirol 5 4 Susunan Elektroda Pada Elektropolimerisasi 6 5 Design Sedimen MFC 8 6 Grafik Hubungan Konduktansi dengan Frekuensi 11 7 Grafik Hubungan Tegangan Output MFC terhadap Waktu 12 8 Grafik Hubungan Tegangan Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:3 13 9 Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:3 13 10 Grafik Hubungan Tegangan Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 11 Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda MFC Terhadap Waktu 15 13 Grafik Hubungan Rapat Arus pada Elektroda MFC Terhadap Waktu 16 14 Grafik Perkembangbiakan Mikroba 16

DAFTAR LAMPIRAN

1 Penghitungan Pengujian Daya Jerap Iod 20 2 Hasil Tegangan Output MFC 21 3 Hasil Kuat Arus Listrik Output MFC 22 4 Hasil Rapat Daya Elektroda MFC 23 5 Hasil Rapat Arus Elektroda MFC 24 6 Nilai Konduktansi Elektroda 25

Page 12: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda
Page 13: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Indonesia merupakan negara berkembang yang memanfaatkan minyak dan

gas bumi sebagai sumber energi konvensional paling utama. Penggunaan minyak

dan gas bumi yang berlebihan dapat memicu permintaan terhadap barang tersebut.

Keadaan ini memaksa pengeksploitasian secara besar-besaran terhadap minyak

dan gas bumi untuk memenuhi kebutuhan. Pada Handbook Energy and Economic

Statistic of Indonesia tahun 2008 menyatakan Saat ini cadangan minyak bumi di

Indonesia diperkirakan sebesar 9 miliar barel, dengan tingkat produksi rata-rata

0.5 milyar barel per tahun, maka cadangan tersebut dapat habis dalam waktu

sekitar 18 tahun. Selain itu, cadangan batubara Indonesia yang diperkirakan

mencapai 57 miliar ton, saat ini baru tereksplorasi 19.3 miliar ton dengan

kapasitas penambahan produksi 131.72 juta ton per tahun. Tentunya apabila tidak

ada penambahan eksplorasi cadangan, maka batubara tersebut akan bertahan

selama 147 tahun dan semakin menyusut bila ada lonjakan permintaan 1. Hal ini

akan mengakibatkan terjadinya krisis energi di dalam negeri.

Penduduk bumi menggunakan energi sekitar 13.5 TW untuk kebutuhan

industri dan rumah tangga. Bahan dasar yang digunakan berupa minyak, batu bara,

dan olahan metana. Tetapi apabila menggunakan sumber energi tersebut, akan

dihasilkan gas buang berupa CO2. Melimpahnya kadar CO2 di alam akan

memperburuk kerusakan lingkungan dan mempercepat perubahan iklim secara

global. Nuklir fisi sendiri bukan suatu jawaban sebagai sumber energi cadangan.

Diprediksi bahwa ketersediaan uranium sekarang hanya untuk memproduksi 100

TWh listrik dan apabila tiap tahun dibutuhkan energi 10 TWh, maka kurang dari

satu dekade ketersediaan uranium akan habis 2.

Salah satu upaya dalam menghasilkan sumber energi alternatif yang

berkelanjutan (sustainable technology) dikembangkan salah satu teknologi yang

disebut Microbial Fuel Cell. Perangkat ini memanfaatkan bakteri dalam

menghasilkan tenaga listrik dari senyawa organik maupun senyawa nonorganik.

Microbial Fuel Cell selanjutnya disebut MFC adalah salah satu bentuk energi

yang ramah lingkungan dan dapat menjadi sumber energi di masa depan. MFC

mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi katalitik yang

menggunakan mikroorganisme. MFC memfasilitasi sebuah lingkungan reduksi

oksidasi yang dapat dikendalikan oleh aliran elektron dan menjadikannya alat

yang ideal untuk mengolah mikroorganisme. Teknologi ini salah satu teknologi

ramah lingkungan karena tidak menghasilkan gas buang yang dapat mencemari

lingkungan sekitar.

Elektroda pada MFC digunakan sebagai menangkap elektron (anoda) dan

pelepas elektron (katoda). Penggunaan grafit sebagai elektroda dikarenakan

sifatnya yang stabil pada lingkungan asam dan konduktor yang baik. Selain itu,

modifikasi luas permukaan dan pemberian lapisan polipirol pada permukaan grafit

bertujuan untuk melihat pengaruh kedua faktor tersebut terhadap tegangan

keluaran pada MFC. Output yang dihasilkan oleh MFC sulit untuk diprediksi

karena memanfaatkan metabolisme mikroba.

Page 14: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

2

Perumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh konsentrasi KOH pada saat pemurnian terhadap pori

yang terbentuk?

2. Apa pengaruh modifikasi luas permukaan karbon limbah baterai dengan

coating polipirol sebagai elektroda pada MFC single chamber terhadap

arus dan tegangan keluaran?

3. Bagaimana pengaruh tegangan yang diberikan pada saat proses pelapisan

polipirol dengan metode elektropolimerisasi dengan output MFC single

chamber?

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah mengukur besarnya tegangan dan arus

yang dihasilkan pada elektroda MFC dengan variasi konsentrasi KOH pada proses

pemurnian dan variasi tegangan pada proses elektropolimerisasi.

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah membangun pembangkit listrik alternatif

yang murah dan ramah terhadap lingkungan dengan memanfaatkan bahan-bahan

sisa rumah tangga atau limbah.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup dari penelitian ini yaitu modifikasi grafit baterai dengan

membentuk mesopori dipermukaannya dengan tujuan memperbesar luas

permukaan. Selanjutnya grafit dilapisi dengan polipirol pada permukaannya

menggunakan metode elektropolimerisasi dengan variasi tegangan. Elekroda yang

telah dimodifikasi diaplikasikan pada chamber MFC.

TINJAUAN PUSTAKA

Mikrobial Fuel Cell (MFC)

Mikrobial fuel cell atau disingkat MFC merupakan suatu alat yang dapat

menghasilkan listrik dari komponen organik melalui katabolisme pada mikroba.

MFC memiliki ruang anoda sebagai tempat terjadi proses anaerob dan ruang

katoda sebagai tempat terjadinya proses aerob yang dipisahkan oleh suatu

membran 2. Elektron dihasilkan selama proses oksidasi yang dilakukan oleh

mikroba, kemudian elektron akan berpindah melalui membran. Strategi penting

untuk meningkatkan performa MFC yaitu termasuk rekaya pengoptimalan pada

mikroba yang digunakan dan interaksi mikroba dengan anoda.

Mikrobial fuel cell merupakan gabungan dari 2 teknologi yaitu fuel cell dan

bioteknologi. Pada biofuel cell konvensional, anoda dan katoda dipisahkan oleh

pemisah yang hanya dapat dilewati oleh ion positif. Barier atau membran

dibutuhkan untuk meningkatkan daya atau power output. Berbeda dengan biofuel

Page 15: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

3

cell konvensional, biofuel cell ini menggunakan katalis berupa enzim yang

dihasilkan oleh mikroorganisme atau protein yang terisolasi. Terdapat dua tipe

biofuel cell yaitu biofuel cell direct dan biofuel cell indirect. Biofuel cell direct

(langsung) merupakan konfigurasi dimana fuel akan mengoksidasi permukaan

elektroda, sedangkan biofuel cell indirect (tidak langsung) merupakan konfigurasi

dimana reaksi tidak terjadi pada elektroda (memanfaatkan hasil fermentasi atau

enzim), tetapi terjadi pada larutan atau kompartemen pemisah dan mediator aktif

(memanfaatkan metabolisme mikroorganisme) 3. Pemanfaatan bakteri untuk

menghasilkan energi listrik menjadi upaya yang ditempuh dan dilakukan oleh

para peneliti dalam beberapa tahun ini. Bakteri bisa digunakan dalam sistem

MFCs untuk menghasilkan energi listrik sambil menyelesaikan proses

penghancuran dari material organik 4.

Gambar 1 Skema Mikrobial Fuel Cell

Grafit

Grafit merupakan bentuk kristalin karbon berbentuk serbuk dan berwarna

hitam. Grafit alam terdapat dalam bentuk endapan dengan kemurnian, ukuran

kristal dan kesempurnaan yang beragam sebagai berikut :

Tabel 1 Karakteristik Grafit 5

Rapat massa 2.267 g.cm-3

Panas fusi 100 kJ.mol-1

Kapasitas panas (25 ˚C) 8.517 J.mol-1

.K-1

Konduktivitas termal (300K) 119 – 165 W.m-1

.K-1

Tingkat kekerasan (Mohs) 1 – 2

Dalam struktur grafit, setiap atom hanya dikelilingi oleh tiga atom

tetangganya. Setelah membentuk ikatan dengan setiap atom tetangganya,

kemudian berpasangan ke dalam sistem ikatan. Resonansi yang terjadi

menghasilkan kesetaraan ikatan antar atom karbon yang membentuk struktur

heksagonal sehingga jarak ikatan C–C semuanya berjarak 1.415 pm. Jarak ini

sedikit lebih panjang dari pada jarak C–C yang sesuai dengan orde ikatannya yaitu

sebesar 1.33 pm. Struktur kristal grafit adalah heksagonal dimana ikatan antara

atom-atom karbonnya membentuk orbital atom trigonal yang saling berikatan

Page 16: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

4

membentuk ikatan kovalen dengan hibridisasi sp2. Hal ini terjadi karena hanya

ada tiga orbital ikatan yang terlibat secara efektif terlokalisasi maka orbital

keempat memungkinkan elektron bergerak bebas pada lapisan atom C, sehingga

menyebabkan grafit bersifat konduktor 5.

Gambar 2 Elektroda Grafit

Substrat

Substrat pada mikrobial fuel cell adalah endapan seperti lumpur yang

digunakan sebagai media hidup mikroba. Substrat berupa material organik

sederhana sampai campuran kompleks seperti yang terdapat pada limbah cair.

Material organik sederhana sangat efektif digunakan dalam jangka waktu yang

singkat. Selain itu pH substrat dan temperatur juga menjadi perhatian. pH

merupakan faktor kritis untuk semua proses berbasis mikroba. Pada MFC, pH

tidak hanya mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan bakteri tapi juga

terhadap transfer proton pada reaksi katoda, sehingga mempengaruhi performa

MFC. Sebagian besar MFC beroperasi pada pH mendekati netral untuk menjaga

kondisi pertumbuhan optimal komunitas mikroba yang terlibat dalam

pembentukan listrik 6. Kinetika bakteri, transfer massa proton melalui elektrolit

dan laju reaksi oksigen pada katoda menentukan performa MFC dan semua

tergantung kepada temperatur. Biasanya, konstanta reaksi biokimia

mengganda setiap kenaikan temperatur 10 0C sampai tercapai temperatur optimal.

Sebagian besar studi MFC dilakukan pada temperatur 28 0C hingga 35

0C

7.

Polipirol

Polipirol merupakan senyawa heterosiklik yang dapat disintesis secara

elektrokimia dengan penambahan pengotor dapat meningkatkan konduktivitas

listriknya 8. Polipirol adalah polimer konduktif yang banyak digunakan dalam

beberapa aplikasi karena memiliki stabilitas sifat yang baik dan dapat dengan

mudah disintesis. Polimer konduktif polipirol mempunyai struktur kristal yang

tidak teratur sehingga dapat digolongkan ke dalam material amorf seperti halnya

amorfus semikonduktor. Elektron terlokalisasi pada suatu tempat diantara pita

valensi dan pita konduksi 9.

Polipirol adalah polimer konduktif paling populer dan secara luas telah

dipelajari. Hal ini karena polipirol termasuk polimer yang memiliki sifat

penghantar arus listrik, konduktivitas tinggi, memiliki sifat mekanik yang baik

Page 17: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

5

dan relatif mudah dibuat. Selain itu alasan kuat mempelajari polipirol, karena

terdapat fakta bahwa monomer pirol mudah dioksidasi dan mudah larut dalam air.

Disamping polipirol, polimer konduktif yang telah dikenal adalah poli(fenilen),

poliasetilen, politiofen dan poli(sulfinitrida) 9,10

.

Gambar 3 Larutan Pirol

Eletropolimerisasi

Metode sintesis polimer secara elektrokimia dapat dibedakan menjadi tiga,

yaitu potensiostatis (potensial-konstan), galvanostatis (arus-konstan), dan

potensiodinamik (potensial-terkontrol, seperti voltametri siklik). Tegangan yang

dipakai dalam penelitian ini adalah terkontrol (siklik). Ini disebabkan metode

potensiodinamik (cyclic voltammetry) lebih bebas dalam polimerisasi polipirol

dibandingkan dengan potensiostat 10

.

Metode potensiodinamik atau voltametri siklik adalah metode

elektropolimerisasi dengan memberikan tegangan yang terkontrol pada sel

elektrokimia 10

. Metode ini menggunakan sistem tiga sel elektroda dan bekerja

pada tegangan elektroda kerja (WE) tetap terhadap elektroda acuan (RE). Reaksi

yang diinginkan dapat dikontrol dengan pemberian potensial katoda dan anoda

yang tepat terhadap elektroda acuan.

Oksidasi dan reduksi secara simultan terjadi saat arus melalui sel

elektrolisis. Elektrolisis berlangsung terjadi ion positif atau kation ke katoda

(terjadi reaksi reduksi) sedangkan ion negatif atau anion bergerak menuju anoda

(terjadi reaksi oksidasi). Pertukaran ion positif dan negatif ini yang mengawali

terjadinya untaian polimer. Perpindahan elektron memungkinkan terbentuknya

reaksi gandengan (coupling) demikian seterusnya, sehingga untaian polimer

terbentuk karena elektron secara terus-menerus mengalir 11

.

Teknik elektropolimerisasi menjadi semakin populer karena kemudahan

dan kesederhanaannya dibandingkan dengan teknik pirolisis atau katalisis.

Polimer konduktif yang sering disintesis dengan cara ini adalah polipirol. Sel

elektropolimerisasi yang digunakan biasanya terdiri atas sel elektrokimia wadah

tunggal yang mempunyai dua elektroda. Anoda yang dipakai dapat berupa platina,

sedang katodanya adalah logam emas, walaupun kombinasi yang lain masih dapat

dilakukan.

Page 18: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

6

Gambar 4 Susunan Elektroda Pada Elektropolimerisasi

METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2013 sampai bulan Juni

2014. Tempat penelitian dilakukan Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium

Biofisika Material, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan Pusat Penelitian dan

Pengembangan Kehutanan, Gunung Batu, Bogor .

Bahan

Untuk penelitian yang memerlukan bahan berupa akrilik ketebalan 4 mm

sebagai chamber, lem akrilik, amplash halus, limbah kulit pisang sebagai substrat,

grafit baterai sebagai elektroda, pirol 13.8 M sebagai pelapis elektroda, HCl 10%

sebagai doping pada proses elektropolimerisasi, KOH digunakan untuk pemurnian,

alkohol untuk membersihkan grafit baterai dari bahan kimia yang masih

menempel, dan aseton untuk membersihkan lemak yang menempel pada grafit.

Sedangkan untuk proses pengujian daya jerap iod dibutuhkan Iodine 1N, larutan

kanji, HCl untuk menetralkan elektroda, dan larutan Na2S2O2 digunakan pada

pengujian daya jerap iod.

Alat

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini yaitu cutter, alat bor, blender

untuk menghaluskan substrat, tabung reaksi, gelas ukur, timbangan digital, oven

untuk mengeringkan grafit setelah direndam pada KOH, pipet, penjepit, sudip

kaca, mortar untuk menghaluskan grafit, saringan untuk menyaring grafit yang

lebih halus, dan notebook Macbook Unibody White 7.1 2.4 GHz untuk mengolah

data penelitian.

Page 19: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

7

Metode Penelitian

Pembuatan Mesopori pada Grafit Baterai

Membuat struktur mesopori dari bahan karbon baterai menggunakan

proses pemurnian. Proses pemurnian bertujuan untuk membuka atau menciptakan

pori, memperbesar distribusi dan ukuran pori, serta memperbesar luas permukaan.

Grafit baterai direndam pada larutan KOH dengan perbandingan massa grafit dan

massa KOH adalah 1:3 dan 1:6. Setelah itu KOH dilarutkan dengan aquades

hingga batang grafit terendam. Grafit direndam pada larutan KOH selama 24 jam.

Seelah melalui proses perendaman, grafit dikeringkan pada oven selama 5 jam

dengan suhu 60 0C.

Pengujian Daya Jerap Iod Grafit

Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pemurnian terhadap pori-pori

yang terbentuk, maka dilakukan uji jerap iod terhadap grafit. Tahap awal

pengujian yaitu sampel grafit dihaluskan secara kasar, setelah itu sampel direndam

pada larutan HCl 10% selama 2 jam pada ruang asam. Serbuk sampel tersebut

divakum kemudian dibilas dengan akuades hingga pH netral. Kemudian sampel

dikeringkan di dalam oven. Setelah kering sampel siap diuji dengan metode daya

jerap iod. Tambahkan grafit sebanyak 0.25 gram dengan larutan Iod 0.1 N

sebanyak 25 mL. Goyang-goyangkan labu erlemeyer selama 15 menit agar iod

dapat terjerap pada grafit. Sampel lalu dititratsi dengan Na2S2O2 hingga larutan

berwarna kekuningan dan ditambahkan indikator kanji sebanyak 3 tetes dengan

menggunakan pipet. Penambahan kembali Na2S2O2 pada sampel hingga larutan

menjadi bening.

Pengujian BET

Sampel grafit yang akan diuji diambil dari permukaan grafit. Pengujian

BET dilakukan pada Laboratorium Teknik Kimia Fakultas Teknik Kimia, Institut

Teknologi Bandung.

Pelapisan Polipirol pada Grafit Mesopori

Pembuatan polimer polipirol menggunakan pirol sebagai monomernya.

Dalam proses elektropolimerisasi pirol dengan grafit dibutuhkan doping. Larutan

yang digunakan sebagai doping dalam penelitian ini adalah larutan HCl 10%.

Pembuatan larutan HCl 10% yaitu dengan melarutkan HCl 37% sebanyak 15.5 ml

dengan aquades sebanyak 484.5 ml. Larutan pirol 0,1M dapat diperoleh dengan

meralutkan pirol 96% sebanyak 1 ml dalam larutan HCl 137 ml. Pada proses

pelapisan digunakan potensiostat dengan variasi tegangan yaitu 0.8 Volt dan 1

Volt selama 30 menit.

Page 20: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

8

Pembuatan Substrat

Kulit pisang yang sudah mengalami perubahan warna, kulit pisang dipotong

kecil-kecil terlebih dahulu. Setelah itu, dihaluskan dengan blender dengan diberi

sedikit aquades agar limbah pisang menyerupai lumpur atau bubur. Untuk

memperkaya substrat, diberi tambahan air gula. Sebelum substrat digunakan,

terlebih dahulu dilakukan pengukuran pH untuk mengetahui kondisi substrat.

Gambar 5 Design Sedimen MFC

Pengambilan Data Output MFC

Pengambilan data output pada MFC berupa data tegangan dan data kuat

arus listrik yang dihasilkan. Pengambilan data dilakukan selama 80 jam dengan

interval pengambilan data tiap 2 jam. Dalam pengambilan data digunakan

multimeter untuk mengetahui besarnya tegangan dan kuat arus.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembuatan Mesopori pada Grafit Baterai dan Karakterisasinya

Proses modifikasi grafit baterai dilakukan dengan dua metode yaitu

chemical activation dan thermal activation. Pada metode chemical activation

digunakan larutan kimia dalam pemurniannya yaitu larutan KOH 10% sedangkan

thermal activation menggunakan panas yang berasal dari air yang diuapkan.

Untuk mengetahui jumlah pori dapat dilakukan dengan metode daya jerap iod dan

untuk mengetahui besarnya pori yang terbentuk menggunakan BET di Institut

Teknologi Bandung.

Analisis daya serap arang aktif secara iodometri ini didasarkan atas reaksi

oksidasi reduksi dimana suatu oksidator direaksikan dengan ion iodida yang

kemudian melepaskan iodium. Iodium yang dilepaskan tersebut dititrasi oleh

larutan standar natrium thiosulfat. Iodium yang terserap merupakan hasil

pengurangan dari larutan iodium awal dengan larutan iodium setelah dicampur

dengan arang aktif teknis 12

.

Page 21: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

9

Berdasarkan hasil pemurnian, untuk metode thermal activation permukaan

grafit baterai menjadi lebih lunak dan mudah hancur sehingga kurang tepat untuk

diterapkan pada grafit yang akan dijadikan elektroda pada MFC. Hasil pengujian

daya jerap iod juga menunjukkan bahwa daya jerap iod pada grafit yang

dimurnikan menggunakan metode thermal activation memiliki pori yang sama

dengan grafit kontrol (tanpa perlakuan). Untuk grafit yang dimurnikan dengan

metode chemical activation memiliki morfologi permukaan yang sama dengan

kontrol atau tanpa mengalami perubahan kekerasan pada permukaannya tetapi

mengalami pembentukan pori pada permukaannya. Data ini didukung dengan

adanya hasil pengujian daya jerap iod pada tabel 2 berikut ini.

Tabel 2 Hasil Pengujian Daya Jerap Iod

Sampel Grafit Hasil Uji Daya Jerap Iod (

Grafit Kontrol 87.679

massa grafit : KOH = 1:3 116.449

massa grafit : KOH = 1:6 134.538

Berdasarkan hasil pengujian daya jerap iod, banyaknya pori yang

terbentuk pada grafit dipengaruhi oleh perbandingan massa grafit dengan KOH

pada saat proses pemurnian. Dari grafik terlihat, bahwa semakin besar massa

KOH yang digunakan untuk merendam grafit, maka semakin banyak pori yang

terbentuk dari proses pemurnian. Sampel grafit yang tidak dimurnikan (kontrol)

memiliki nilai daya jerap iod sebesar 87.679 mg/gram dan nilai tersebut lebih

kecil dibandingkan dengan kedua sampel yang dimurnikan dengan KOH. Grafit

yang dimurnikan dengan perbandingan KOH 1:6 adalah sampel dengan pori

terbanyak menurut hasil pengujian daya jerap iod yaitu sebesar 134.538 mg/gram.

Besarnya nilai daya jerap iod berbanding lurus dengan banyaknya pori yang

terbentuk pada sampel. Semakin besar nilai daya jerap iod suatu sampel maka

semakin banyak pula jumlah pori yang terdapat pada sampel tersebut.

Pertambahan pori yang terus menerus membuat pori yang sudah ada sebelumnya

terkikis dan menyebabkan diameter pori bertambah tetapi mengakibatkan jumlah

pori total akan berkurang.

Penambahan jumlah pori membuat luas permukaan grafit semakin besar,

tetapi penambahan pori terus menerus akan membuat luas permukaan semakin

kecil. Terdapat batas maksimum yang ditimbulkan akibat pemurnian dengan

menggunakan KOH. Penambahan luas permukaan grafit bertujuan untuk

mengurangi resistansinya. Luas permukaan material memiliki hubungan yang

berbanding terbalik dengan resistansi. Artinya, semakin besar luas permukaan

suatu benda maka nilai resistansinya akan semakin besar, dan semakin kecil luas

permukaannya maka nilai resistansinya akan semakin besar 13

.

Karakterisasi kedua yaitu pengujian BET untuk mengetahui jumlah pori

yang terbentuk, volume pori yang terbentuk, dan diameter pori. Pengujian BET

menggunakan prinsip SAA. Surface Area Analyzer (SAA) merupakan salah satu

alat utama dalam karakterisasi material. Alat ini khususnya berfungsi untuk

menentukan luas permukaan material, distribusi pori dari material dan isotherm

adsorpsi suatu gas pada suatu bahan.

Page 22: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

10

Prinsip kerja alat ini menggunakan mekanisme adsorpsi gas, umumnya

nitrogen, argon dan helium, pada permukaan suatu bahan padat yang akan

dikarakterisasi pada suhu konstan biasanya suhu didih dari gas tersebut. Alat

tersebut pada dasarnya hanya mengukur jumlah gas yang dapat dijerap oleh suatu

permukaan padatan pada tekanan dan suhu tertentu.

Tabel 3 Hasil Karakterisasi BET

Sampel grafit Volume Pori

Total

Diameter

Pori

Luas

Permuaan

Grafit Kontrol 9.870 e-03

cc/g 1.520e+2

Ȧ 2.598 m2/g

massa grafit : KOH = 1:3 1.536 e-02

cc/g 1.488e+2

Ȧ 4.129 m2/g

massa grafit : KOH = 1:6 1.468 e-02

cc/g 1.883e+2

Ȧ 3.119 m2/g

Berdasarkan Tabel 3, di atas menunjukkan bahwa volume pori total

terbesar terdapat pada sampel grafit yang direndam menggunakan KOH dengan

perbandingan 1:3 yaitu sebesar 1.536 e-02

cc/g. Namun diameter pori pada grafit

sampel B lebih besar daripada grafit sampel kontrol dan sampel A yaitu sebesar

1.883e+2

Ȧ. Volume pori total yang terbentuk akan berpengaruh dengan luas

permukaan pada grafit. Selain itu, semakin kecil diameter pori yang terbentuk

maka semakin tinggi volume pori total yang terbentuk dan berlaku kebalikan. Hal

ini terlihat dari grafit kontrol yang memiliki ukuran diameter 257.95 Ȧ dan

memiliki volume pori total sebesar 9.870 e-03

cc/g. Dilihat dari ukuran diameter

yang terbentuk pada grafit, seluruh sampel yang diuji memiliki pori dengan

ukuran mikro yaitu berada antara 2 nm hingga 50 nm.

Berdasarkan perbandingan antara hasil pengujian grafit menggunakan uji

daya jerap iod dan BET terjadi hubungan yang tidak linear. Hasil pengujian daya

jerap iod dan BET harusnya diperoleh hubungan yang linear, dikarenakan

perbedaan nilai hasil pengujian antar keduanya tidak akan jauh berbeda. Hasil

pengujian daya jerap iod sampel grafit yang dimurnikan menggunakan

perbandingan KOH 1:6 diperoleh pori yang paling tinggi. Hal ini dapat terjadi

karena daya jerap iod menguji pada skala makro yaitu memanfaatkan daya jerap

larutan iodine yang memiliki keterbatasan pada mekanisme adsopsi pada pori

yang terkecil sedangkan pengujian BET hingga skala mikro (hingga bagian

terkecil) yaitu dengan memanfaatkan mekanisme adsorpsi gas seperti nitrogen

yang dapat terjerap hingga pada pori yang terkecil.

Tabel 4 Kombinasi Perlakuan Grafit

Perlakuan

Perbandingan

massa grafit :

KOH pada proses

pemurnian

Tegangan pada

proses

elektropolimerisasi

Konsentrasi pirol

pada larutan

elektropolimerisasi

1 1 : 3 1.0 V 1 M

2 1 : 3 0.8 V 1 M

3 1 : 6 1.0 V 1 M

4 1 : 6 0.8 V 1 M

Page 23: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

11

Tujuan dari melakukan perlakuan kombinasi pada sampel di atas adalah

untuk mengetahui pengaruh dari dua variabel yang diuji yaitu luas permukaan

grafit yang diperoleh dari hasil pemurnian dengan kandungan KOH yang berbeda

dan tegangan yang diberikan pada proses elektropolimerisasi terhadap tegangan

output yang dihasilkan pada MFC. Konsentrasi larutan pirol dibuat konstan

dengan tujuan untuk mempermudah pengamatan dari pengaruh luas pemukaan

serta efek pemberian variasi tegangan pada saat proses eletropolimerasi.

Pengujian Konduktansi Grafit Modifikasi dengan LCR Meter

Konduktansi (G) didefinisikan sebagai ukuran kemampuan suatu bahan

untuk mengalirkan muatan dan dalam standar SI mempunyai satuan siemens (S).

Nilai konduktansi yang besar menunjukkan bahwa bahan tersebut mampu

mengkonduksikan arus dengan baik, tetapi nilai konduktansi yang rendah

menunjukkan bahan itu susah mengalirkan muatan. Secara matematis,

konduktansi merupakan kebalikan dari resistansi.

pengujian konduktansi sampel dimaksud untuk mengetahui pengaruh dari

perbedaan konsentrasi pirol pada larutan pelapis dan pengaruh tegangan saat

proses elektropolimerisasi terhadap konduktansi grafit. Hasil pengujian grafit

dengan LCR digambarkan dengan grafik hubungan antara frekuensi dengan nilai

konduktansi sampel.

Gambar 6 Grafik Hubungan Konduktansi dengan Frekuensi

Pada grafik terlihat bahwa nilai konduktansi tiap grafit yang telah diberikan

perlakuan, memiliki nilai konduktansi yang tidak jauh berbeda. Hal ini terlihat

pada grafik bahwa terdapat nilai konduktansi yang sama pada beberapa grafit.

Berdasarkan hasil pengukuran, didapatkan bahwa pada frekuensi 0 Hz hingga

1000 Hz nilai konduktansi grafit kontrol lebih besar dibandingkan dengan grafit

yang diberi perlakuan yaitu sebesar 1.2487 S. Tetapi nilai konduktansi grafit

kontrol mengalami penurunan yang besar terhadap penambahan frekuensi.

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1000 10000 19000 28000 37000 46000 55000 64000 73000 82000 91000 100000

Kon

du

kta

nsi

(S

)

Frekuensi (Hz)

Perlakuan 1

Perlakuan 2

Perlakuan 3

Perlakuan 4

Kontrol

Page 24: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

12

Terlihat pada saat frekuensi 20 000 Hz hingga 100 000 Hz, grafit kontrol memiliki

nilai konduktansi terendah dibandingkan dengan grafit lainnya yaitu sebesar

0.61353 S. Grafit perlakuan 1, perlakuan 2, perlakuan 3, dan perlakuan 4

berturut-turut memiliki nilai konduktansi sebesar 0.65082 S, 0.65242 S, 0.64869

S, dan 0.64975 S pada frekuensi 100 000 Hz. Hasil ini menunjukan bahwa

terdapat efek dari adanya lapisan polipirol pada permukaan grafit.

Pengukuran Output Microbial Fuel Cell

Proses fermentasi merupakan proses metabolisme pada mikroba yang

melalui banyak tahap sehingga memerlukan waktu yang cukup lama dalam

pengamatannya. Produksi tegangan dan arus listrik pada MFC dengan

menggunakan limbah kulit pisang diukur selama 80 jam dengan interval waktu

pengukuran adalah tiap 2 jam. Pada 0 jam pengamatan pengukuran telihat nilai

tegangan yang bernilai negatif pada sampel pertama, kedua, ketiga, dan keempat

berturut-turut yaitu sebesar -16 mV, -12 mV, -25 mV, dan -20 mV. Nilai tegangan

yang bernilai pada seluruh sampel disebabkan oleh kondisi subtrat yang ikut

tercampur pada lapisan air diatas pada saat penambahan air pada lapisan atas

substrat. Hal ini tidak terjadi pada jam ke-2 pengamatan yang memiliki nilai

tegangan positif. Pada jam ke-2 pengamatan terlihat kenaikan tegangan yang

sangat signifikan pada seluruh sampel.

Gambar 7 Grafik Hubungan Tegangan Output MFC terhadap Waktu

Berdasarkan hasil penelitian pada grafik di atas, luas pemukaan grafit

berpengaruh pada besarnya tegangan yang diperoleh dari MFC. Tegangan yang

terukur pada grafit kontrol lebih rendah dibandingkan dengan grafit yang telah

dimurnikan menggunakan KOH dengan perbandingan 1:3 dan 1:6 yang telah

terlapisi polipirol. Hal ini disebabkan grafit kontrol memiliki luas permukaan

-20

30

80

130

180

230

280

330

0 20 40 60 80

Teg

angan

(m

V)

Waktu (jam)

Perlakuan 2

Perlakuan 3

Kontrol

Perlakuan 1

Perlakuan 4

Page 25: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

13

yang lebih kecil dibandingkan dengan grafit lainnya berdasarkan hasil pengujian

BET. Pada grafit yang dimurnikan dengan perbandingan KOH 1:3 terlapisi

polipirol memiliki tegangan output lebih kecil dibandingkan dengan grafit yang

pemurnian dengan perbandingan KOH 1:6 terlapisi polipirol. Hal ini dikarenakan,

grafit yang dimurnikan dengan perbandingan KOH 1:6 terlapisi polipirol memiliki

luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan grafit yang dimurnikan

dengan perbandingan KOH 1:3 terlapisi polipirol berdasarkan uji Iod. Sesuai

dengan teori resistansi, luas permukaan memiliki pengaruh terhadap nilai

resistansi suatu bahan. Luas pemukaan memiliki hubungan berbanding terbalik

dengan resistansi, dimana setiap ada penambahan luas permukaan maka akan ada

pengurangan nilai resistansi bahan tersebut. Artinya, nilai resistansi yang semakin

kecil menandakan bahan tersebut mudah dalam menghantarkan elektron.

Gambar 8 Grafik Hubungan Tegangan Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:3

Gambar 9 Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:3

Hasil perngukuran selama 80 jam mendapatkan hasil tegangan maksimum

yang bervariasi dari setiap sampel grafit. Tegangan maksimum pada grafit kontrol

sebesar 90 mVolt pada jam ke-72. Grafit yang diberikan perlakuan 1 dan

-20

30

80

130

180

230

0 20 40 60 80

Teg

angan

(m

V)

Waktu (Jam)

Tegangan Pelapisan

1V

Tegangan Pelapisan

0.8V

-20

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

Aru

s L

istr

ik (

μA

)

Waktu (Jam)

Tegangan

Pelapisan 1V

Tegangan

Pelapisan 0.8V

Page 26: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

14

perlakuan 2, menghasilkan tegangan output maksimum berturut-turut sebesar 204

mVolt dan 142 mVolt pada jam ke-46 dan jam ke-50. Pada grafit perlakuan 3 dan

perlakuan 4, tegangan maksimum pada saat pengukuran secara berturut-turut

adalah 172 mVolt dan 321 mVolt pada jam ke-18 dan jam ke-38. Keseluruhan

grafit mengalami penurunan tegangan setelah mendekati jam ke-80.

Selain faktor luas permukaan, tegangan yang diberikan pada pelapisan

polipirol dengan metode elektropolimerisasi juga berpengaruh pada tegangan

output MFC. Hal ini dapat dilihat dari kedua grafik diatas yaitu hubungan

tegangan dan kuat arus terhadap lama pengamatan. Pada Gambar 8 dan Gambar 9,

grafik membandingkan tegangan dan arus output MFC dari grafit yang

dimurnikan menggunakan perbandingan KOH yang sama yaitu 1:3 dengan variasi

tegangan 0.8 Volt dan 1 Volt. Tegangan 1 Volt pada saat pelapisan menghasilkan

tegangan yang lebih besar dibandingkan dengan grafit yang dilapisi dengan

tegangan 0.8 Volt.

Gambar 10 Grafik Hubungan Tegangan Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6

Gambar 11 Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang

Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6

-20

30

80

130

180

230

280

330

380

0 20 40 60 80

Teg

angan

(m

V)

Waktu (Jam)

Tegangan

Pelapisan 1V

Tegangan

Pelapisan 0.8V

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80

Aru

s L

istr

ik (

μA

)

Waktu (Jam)

Tegangan

Pelapisan 1V

Tegangan

Pelapisan 0.8V

Page 27: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

15

Pada Gambar 10 dan Gambar 11, grafik membandingan nilai tegangan dan

arus output untuk grafit yang dimurnikan menggunakan perbandingan KOH 1:6

yang sama dengan variasi tegangan 0.8 Volt dan 1 Volt. Terlihat bahwa grafit

yang dilapisi polipirol dengan tegangan 0.8 Volt lebih besar daripada grafit yang

dilapisi dengan tegangan 1 Volt. Terlihat bahwa kuat arus listrik berbanding lurus

dengan tegangan. Artinya, kenaikan pada nilai tegangan output juga

mempengaruhi kenaikan pada arus listrik output.

Grafit kontrol memiliki nilai kuat arus listrik terkecil dibandingkan dengan

grafit lainnya yaitu sebesar 36.6 μA pada jam ke-48. Besarnya kuat arus

maksimum pada grafit pada perlakuan 1 sebesar 85.7 μA pada jam ke-42. Grafit

perlakuan 2 memiliki nilai kuat arus maksimum sebesar 80.1 μA pada jam ke-50.

Pada grafit perlakuan 3 memiliki nilai kuat arus listrik maksimum 121.3 μA pada

jam ke-50. Grafit perlakuan 4 memiliki nilai kuat arus listrik maksimum terbesar

dibandingkan dengan grafit kontrol dan grafit perlakuan lainnya yaitu sebesar

170.4 μA pada jam ke-30. Hal ini juga dipengaruhi oleh adanya lapisin polipirol

yang terdapat pada permukaan yang membuat perbedaan nilai kuat arus listrik

antara grafit kontrol dengan grafit yang diberi perlakuan.

Pada Gambar 12, terlihat adanya hubungan rapat daya pada elektroda MFC

terhadap waktu. Pemberian lapisan polipirol pada permukaan grafit juga

mempengaruhi besarnya rapat daya. Besarnya rapat daya dipengaruhi oleh nilai

tegangan dan kuat arus listrik serta luas permukaan bahan. Pada grafik diatas

terlihat bahwa grafit dengan perlakuan 4 memiliki rapat daya yang tinggi

dibandingkan dengan grafit lainnya. Besarnya rapat daya maksimum pada grafit

dengan perlakuan 4 adalah sebesar 3.1125 mW/m2. Kemudian besarnya rapat

daya maksimum pada grafit perlakuan 1, perlakuan 2, dan perlakuan 3 berturut-

turut sebesar 1.1784 mW/m2, 0.7666 mW/m

2, dan 1.2754 mW/m

2. Grafit kontrol

yang tidak dilapisi polipirol memiliki rapat daya terkecil yaitu sebesar 0.1974

mW/m2.

Gambar 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda MFC Terhadap Waktu

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

3,5000

0 20 40 60 80

Rap

at D

aya

(mW

/m2)

Waktu (Jam)

Grafit perlakuan 1

Grafit Perlakuan 2

Grafit Perlakuan 3

Grafit Perlakuan 4

Grafit Kontrol

Page 28: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

16

Gambar 13 Grafik Hubungan Rapat Arus pada Elektroda MFC Terhadap Waktu

Selain rapat daya, nilai rapat arus yang dihasilkan pada grafit yang dilapisi

polipirol lebih besar dibandingkan dengan grafit kontrol. Besarnya rapat arus

maksimum pada grafit pelakuan 1, perlakuan 2, perlakuan 3, dan perlakuan 4

berturut-turut adalah 5.7763 mA/m2, 5.3988 mA/m

2, 8.1758 mA/m

2, dan 11.4852

mA/m2. Grafit kontrol memiliki rapat arus terkecil yaitu sebesar 2.4669 mA/m

2.

Hal ini disebabkan sifat polimer polipirol yang konduktif sehingga meningkatkan

rapat arus dan rapat daya pada suatu bahan elektoda yang diaplikasikan pada MFC.

Gambar 14 Grafik Perkembangbiakan Mikroba

-2,0000

0,0000

2,0000

4,0000

6,0000

8,0000

10,0000

12,0000

0 20 40 60 80

Rap

at A

rus

(mA

/m2 )

Waktu (Jam)

GrafitPerlakuan 1GrafitPerlakuan 2GrafitPerlakuan 3GrafitPerlakuan 4

Page 29: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

17

Grafik diatas menjelaskan perkembangbiakan mikroba. Terdapat beberapa

fasa yang dilalui oleh mikroba hingga akhirnya mengalami fase kematian. Pada

awal perkembangbiakan, mikroba memasuki fasa log yaitu masa adaptasi mikroba

terhadap lingkungannya. Selanjutnya, mengalami gase eksponensial naik hingga

mencapai fasa stasioner yaitu fasa dimana perkembangbiakan mikroba mencapai

puncaknya. Setelah itu mengalami penurunan jumlah koloni hingga mencapai fasa

kematian. Penurunan jumlah koloni ini dipengaruhi oleh telah habisnya sumber

makanan hingga mikroba tidak dapat melakukan metabolisme. Grafik tersebut

hampir menyerupai grafik hubungan antara waktu dengan tegangan output pada

MFC. Artinya, tegangan ouput yang dihasilkan pada MFC juga dipengaruhi oleh

banyaknya koloni mikroba. Semakin banyak koloni mikroba yang melakukan

metabolisme, maka semakin banyak elektron yang dihasilkan sehingga

memberikan tegangan output yang tinggi. Tegangan maksimum biasanya terjadi

pada fase stasioner meskipun tidak dapat diprediksi secara tepat.

Beda potensial yang dihasilkan oleh mikroba selama pengukuran pada

sistem MFC tidak stabil. Terlihat dari besarnya tegangan yang nilainya

berfluktuasi. Hal ini terkait dengan aktivitas metabolisme mikroba yaitu proses

fermentasi yang terjadi pada substrat. Dalam aktivitas katabolisme, sejumlah

energi dihasilkan saat senyawa kompleks dipecah menjadi senyawa sederhana.

Sebaliknya, sejumlah energi dipakai saat senyawa sederhana disintesis menjadi

senyawa kompleks. Kedua jenis metabolisme ini terjadi secara simultan. Pada

waktu tertentu beda potensial (mV) secara umum selisih dari total energi yang

dihasilkan dan yang dipakai dapat meningkat atau menurun, bergantung pada

reaksi yang berlangsung. Selain karena aktivitas metabolisme, fluktuasi beda

potensial turut disebabkan oleh interaksi antara mikroba. Hal ini menyebabkan

produk fermentasi tersebut tidak dapat dioksidasi untuk kemudian menghasilkan

elektron bebas dan ion H+. Elektron yang dialirkan dari anoda ke katoda

berkurang sehingga beda potensial yang terukur berkurang.

Peningkatan atau penurunan beda potensial listrik berkorelasi dengan

jumlah elektron bebas yang dihasilkan oleh mikroba. Peningkatan beda potensial

yang terukur oleh multimeter kemungkinan terjadi saat mikroba melakukan

pemecahan substrat sederhana yang terdapat di dalam medium. Adapun

penurunannya, selain karena aktivitas anabolisme terdapat kemungkinan juga

terjadi karena mikroba sedang beradaptasi untuk memecah substrat yang lebih

kompleks menjadi sederhana. Peningkatan dan penurunan beda potensial listrik

pada sistem MFC menggambarkan kedinamisan sistem karena digerakkan oleh

makhluk hidup.

Page 30: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

18

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Konsentrasi KOH pada saat pemurnian berpengaruh pada banyaknya pori

yang terbentuk pada permukaan grafit. Semakin besar konsentrasi KOH yang

digunakan maka semakin banyak pori yang terbentuk. Bertambahnya jumlah pori

menyebabkan pori lain terkikis dan menyebabkan diameter pori bertambah dan

luas permukaanya berkurang. Berdasarkan uji daya jerap iod dan BET, grafit

kontrol memiliki volume pori total lebih kecil dibandingkan dengan grafit yang

dimurnikan. Banyaknya pori yang terbentuk juga mempengaruhi luasan

permukaan grafit. Berdasarkan hasil penelitian, semakin besar luas permukaan

pada grafit maka tegangan output yang dihasilkan pada MFC Single Chamber

semakin besar. Grafit dengan perlakuan 4 dapat menghasilkan tegangan sebesar

341 mVolt pada jam ke-38 dan arus listrik sebesar 170 μA pada jam ke-30.

Pemberian tegangan pada proses elektropolimerisasi berpengaruh pada lapisan

pirol yang menempel pada grafit yang nanti mempengaruhi tegangan output MFC.

Pada grafit yang dimurnikan dengan KOH 1:3 menghasilkan tegangan output

MFC yang tinggi jika pada proses pelapisan diberikan tegangan 1 Volt, sedangkan

grafit yang diaktivsi dengan KOH 1:6 menghasilkan tegangan output MFC yang

tinggi jika pada proses pelapisan diberikan tegangan 0.8 Volt

Saran

Pengujian dengan menggunakan MFC model lain seperti MFC double

chamber menjadi salah satu metode untuk mengetahui kelemahan dan kelebihan

elektroda serta mengetahui kelebihan kedua jenis MFC tersebut. Selain itu,

Pemberian kombinasi variasi konsentrasi pirol pada pelapisan juga dianjurkan

untuk mengetahui pengaruhnya terhadap output MFC.

Page 31: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

19

DAFTAR PUSTAKA

1. [Kementerian ESDM] Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral.

2011. Handbook of Energy & Economic Statistics of Indonesia. Jakarta:

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral RI.

2. Lovley DR (2008) The microbe electric: conversion of organic matter to

electricity. Curr Opin Biotechnol 19: 564–571

3. Du, Zhuwei, H. Li, and T. Gu.2007. A State Of The Art Review on

Microbial Fuel Cell; A Promising Technology for Wastewater Treatment

and Bioenergy. Journal Biotechnology Advances 25. 464-482

4. Idham F, Halimi S, dan Latifah S. 2009. Alternatif Baru Sumber

Pembangkit Listrik dengan Menggunakan Sedimen Laut tropika Melalui

Teknologi Mikrobial Fuel Cell. Teknologi Hasil Perairan Institut Pertanian

Bogor

5. O’Connell MJ, 2006. Carbon Nanotubes Properties and Applications

California: Taylor & Francis Group.

6. Das and Mangwani 2010. Recent developments in microbial fuel cells : a

review.Scientific & Industrial Research 69: 727-731.

7. Liu, H. 2008. Microbial Fuel Cell: Novel Anaerobic Biotechnology

for Energy Generation from Wastewater. Anaerobic Biotechnology for

Bioenergy Production : Principles and Applications. S. K. Khanal.

Iowa, Blackwell Publishing: 221-243.

8. Kim HJ, Park HS, Hyun MS, Chang IS, Kim M, Kim BH. 2002. A

mediator-less microbial fuel cell using a metal reducing bacterium,

Shewanella putrefaciens. Enzyme Microb Technology 30: 145-152.

9. Subekti.A. 1993. Pengembangan Struktur Band Energi pada polipirol

denganmenggunakan Data Absorbsi Optik. Pusat Penelitian FKIP Univ.

Jember. Jember

10. Sadki, S.; Schottland, P.; Brodie, N. & Sabouraud, G. (2000).

Themechanism of pyrrole electropolymerization. Chem. Soc. Rev.,Vol.29,

No.5, pp. 283-293. ISSN 0306-0012

11. Funt B.L..1986. Electrochemical Initietion Encyclopedia of polymers

Science and Engineering. Wiley. New York

12. Standar Nasional Indonesia 06-370- 1995, ”Arang Aktif Teknis“, Badan

Standardisasi Nasional, Jakarta, (1995), p 5-8

13. Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (Terjemahan).

Jakarta : Erlangga.

Page 32: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

20

LAMPIRAN

Lampiran 1 Penghitungan Pengujian Daya Jerap Iod

Sampel control

= 8.725

Daya Jerap Iod (

) [

(

)

]

Grafit pemurnian dengan perbandingan grafit : KOH = 1 : 3

= 8.5

Daya Jerap Iod (

) [

(

)

]

Grafit pemurnian dengan perbandingan grafit : KOH = 1 : 6

= 8.4

Daya Jerap Iod (

) [

(

)

]

Page 33: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

21

Lampiran 2 Hasil Tegangan Output MFC

Waktu

(Jam)

Tegangan (mV)

Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Perlakuan 4 kontrol

0 -16 -12 -25 -20 -11

2 75 80 96 135 45

4 81 61 142 157 45

6 84 30 164 157 60

8 85 28 156 169 53

10 90 28 163 177 57

12 88 18 163 196 37

14 96 14 165 201 13

16 98 10 165 215 14

18 103 6 172 223 29

20 112 12 162 236 29

22 115 14 149 249 34

24 131 22 156 220 28

26 142 31 156 269 41

28 141 41 137 279 35

30 168 56 157 271 15

32 161 61 145 296 44

34 182 72 157 280 53

36 191 113 146 303 62

38 190 123 156 321 78

40 191 128 112 298 69

42 204 92 154 320 91

44 154 130 146 294 78

46 204 123 142 301 79

48 153 101 143 297 80

50 191 142 139 298 83

52 183 133 140 288 73

54 198 138 135 294 85

56 188 127 135 272 79

58 193 136 133 288 89

60 161 118 122 299 78

62 168 117 121 284 89

64 185 114 126 263 74

66 173 128 119 280 90

68 161 104 124 241 86

70 164 115 114 269 91

72 165 118 121 254 76

74 164 115 115 264 80

76 164 117 118 255 71

78 164 103 120 248 69

80 163 102 110 240 64

Page 34: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

22

Lampiran 3 Hasil Kuat Arus Listrik Output MFC

Waktu

(Jam)

Arus Listrik (μA)

Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Perlakuan 4 kontrol

0 -16.2 -8.5 -23.0 -36.6 -4.2

2 47.0 3.4 88.0 57.5 7.3

4 28.9 3.6 74.3 70.8 10.3

6 30.7 3.3 91.2 98.7 8.1

8 34.6 0.3 102.1 102.9 6.3

10 39.6 2.4 99.4 102.4 11.1

12 46.4 7.4 86.4 84.6 9.7

14 56.1 12.8 72.4 126.0 2.4

16 45.5 11.2 78.4 89.7 3.9

18 52.9 24.0 95.0 83.6 7.3

20 52.7 20.9 70.5 134.2 11.2

22 66.2 18.8 80.1 92.3 7.3

24 65.3 34.5 83.0 103.9 12.8

26 35.4 36.4 121.3 106.5 10.5

28 56.0 59.6 104.1 120.5 9.5

30 57.3 43.8 89.2 170.4 10.0

32 66.7 56.9 104.6 103.7 13.9

34 76.8 48.3 81.4 90.4 12.8

36 83.9 35.6 76.5 125.6 16.4

38 84.5 67.1 77.5 134.2 30.1

40 46.7 41.7 64.5 76.4 28.2

42 85.7 41.1 58.8 93.4 30.7

44 53.3 67.2 91.4 78.6 23.0

46 68.8 60.7 63.3 78.6 14.4

48 58.7 72.4 118.8 152.4 36.6

50 62.3 80.1 67.0 94.0 21.8

52 60.0 65.0 55.0 107.0 21.2

54 63.0 75.0 73.0 96.0 31.2

56 62.1 65.0 108.0 100.0 14.8

58 65.4 64.0 54.0 84.0 14.4

60 65.1 63.2 89.0 98.0 26.2

62 58.0 59.5 90.0 85.0 12.5

64 55.0 57.8 94.0 84.0 10.5

66 56.0 54.3 81.0 96.0 19.5

68 53.5 56.4 107.0 83.0 18.2

70 48.1 49.4 93.0 111.0 19.1

72 52.6 50.2 108.0 99.0 10.2

74 55.1 48.2 74.0 100.0 20.3

76 52.2 47.1 56.0 93.0 12.8

78 56.4 48.5 98.0 102.0 14.3

80 54.1 45.4 74.0 90.0 12.3

Page 35: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

23

Lampiran 4 Hasil Rapat Daya Elektroda MFC

Waktu

(Jam)

Rapat Daya (mW/m2)

Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Perlakuan 4 kontrol

0 0.0175 0.0069 0.0388 0.0493 0.0031

2 0.2376 0.0183 0.5694 0.5232 0.0221

4 0.1578 0.0148 0.7111 0.7492 0.0312

6 0.1738 0.0067 1.0081 1.0444 0.0328

8 0.1982 0.0006 1.0735 1.1721 0.0225

10 0.2402 0.0045 1.0921 1.2216 0.0426

12 0.2752 0.0090 0.9492 1.1176 0.0242

14 0.3630 0.0121 0.8052 1.7070 0.0021

16 0.3005 0.0075 0.8719 1.2999 0.0037

18 0.3672 0.0097 1.1013 1.2565 0.0143

20 0.3978 0.0169 0.7698 2.1347 0.0219

22 0.5131 0.0177 0.8044 1.5491 0.0167

24 0.5766 0.0512 0.8727 1.5407 0.0242

26 0.3388 0.0761 1.2754 1.9309 0.0290

28 0.5322 0.1647 0.9613 2.2660 0.0224

30 0.6488 0.1653 0.9439 3.1125 0.0101

32 0.7238 0.2339 1.0223 2.0689 0.0412

34 0.9421 0.2344 0.8614 1.7061 0.0457

36 1.0801 0.2711 0.7528 2.5651 0.0685

38 1.0821 0.5563 0.8149 2.9035 0.1582

40 0.6012 0.3598 0.4869 1.5345 0.1311

42 1.1784 0.2549 0.6103 2.0145 0.1883

44 0.5532 0.5888 0.8994 1.5575 0.1209

46 0.9460 0.5032 0.6058 1.5946 0.0767

48 0.6053 0.4929 1.1450 3.0508 0.1974

50 0.8020 0.7666 0.9275 1.9282 0.1220

52 0.7401 0.5827 1.0002 2.3294 0.1043

54 0.8408 0.6976 0.9008 1.7042 0.1787

56 0.7869 0.5564 0.7552 2.1633 0.0788

58 0.8508 0.5867 0.6544 1.8635 0.0864

60 0.7064 0.5027 0.7318 1.8742 0.1377

62 0.6568 0.4692 0.4730 2.0290 0.0750

64 0.6858 0.4441 0.9172 1.4004 0.0524

66 0.6530 0.4685 0.5374 1.4343 0.1183

68 0.5806 0.3953 0.5182 1.3482 0.1055

70 0.5317 0.3829 0.8222 1.7224 0.1172

72 0.5850 0.3993 0.7177 1.8147 0.0522

74 0.6091 0.3736 0.5658 1.7616 0.1095

76 0.5770 0.3714 0.7874 1.3578 0.0613

78 0.6234 0.3367 0.8573 1.5545 0.0665

80 0.5944 0.3121 0.7043 1.6338 0.0531

Page 36: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

24

Lampiran 5 Hasil Rapat Arus Elektroda MFC

Waktu

(Jam)

Rapat Arus (mA/m2)

Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Perlakuan 4 kontrol

0 -1.0919 -0.5729 -1.5502 -2.4669 -0.2831

2 3.1679 0.2292 5.9313 3.8756 0.4920

4 1.9479 0.2426 5.0079 4.7720 0.6942

6 2.0692 0.2224 6.1470 6.6525 0.5460

8 2.3321 0.0202 6.8817 6.9356 0.4246

10 2.6691 0.1618 6.6997 6.9019 0.7482

12 3.1274 0.4988 5.8235 5.7022 0.6538

14 3.7812 0.8627 4.8799 8.4926 0.1618

16 3.0668 0.7549 5.2843 6.0459 0.2629

18 3.5655 1.6176 6.4031 5.6348 0.4920

20 3.5521 1.4087 4.7518 9.0453 0.7549

22 4.4620 1.2671 5.3988 6.2211 0.4920

24 4.4013 2.3253 5.5943 7.0030 0.8627

26 2.3860 2.4534 8.1758 7.1782 0.7077

28 3.7745 4.0171 7.0165 8.1219 0.6403

30 3.8621 2.9522 6.0122 11.4852 0.6740

32 4.4957 3.8351 7.0502 6.9895 0.9369

34 5.1764 3.2555 5.4865 6.0931 0.8627

36 5.6550 2.3995 5.1562 8.4656 1.1054

38 5.6954 4.5226 5.2236 9.0453 2.0288

40 3.1476 2.8106 4.3474 5.1495 1.9007

42 5.7763 2.7702 3.9632 6.2953 2.0692

44 3.5925 4.5294 6.1605 5.2977 1.5502

46 4.6372 4.0913 4.2665 5.2977 0.9706

48 3.9565 4.8799 8.0073 10.2720 2.4669

50 4.1991 5.3988 6.2009 5.9313 1.4693

52 4.0441 4.3811 4.7855 7.4141 1.4289

54 4.2463 5.0551 6.8075 5.7291 2.1029

56 4.1856 4.3811 5.8639 4.9203 0.9975

58 4.4080 4.3137 5.6617 8.0208 0.9706

60 4.3878 4.2598 3.7745 5.4595 1.7659

62 3.9093 4.0104 4.5159 6.6727 0.8425

64 3.7071 3.8958 5.3921 5.7291 0.7077

66 3.7745 3.6599 3.3701 6.4705 1.3143

68 3.6060 3.8014 5.4595 6.8075 1.2267

70 3.2420 3.3296 7.0771 5.0551 1.2874

72 3.5453 3.3835 3.5723 6.8075 0.6875

74 3.7138 3.2487 4.1789 5.6617 1.3682

76 3.5184 3.1746 5.0551 6.5379 0.8627

78 3.8014 3.2690 3.7071 6.2683 0.9638

80 3.6464 3.0600 6.7401 7.1445 0.8290

Page 37: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

25

Lampiran 6 Nilai Konduktansi Elektroda

Frekuensi

(Hz)

Konduktivitas (S)

Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Perlakuan 4 kontrol

1000.0000 1.2287 1.2409 1.2116 1.2432 1.2467

1072.2672 1.2301 1.2443 1.2157 1.2457 1.2477

1149.7570 1.2306 1.2446 1.2160 1.2458 1.2480

1232.8467 1.2305 1.2450 1.2159 1.2461 1.2480

1321.9411 1.2299 1.2453 1.2160 1.2462 1.2483

1417.4742 1.2302 1.2454 1.2161 1.2465 1.2485

1519.9111 1.2305 1.2457 1.2161 1.2463 1.2485

1629.7508 1.2307 1.2461 1.2161 1.2464 1.2487

1747.5284 1.2303 1.2458 1.2161 1.2463 1.2485

1873.8174 1.2300 1.2455 1.2159 1.2463 1.2485

2009.2330 1.2300 1.2456 1.2157 1.2457 1.2479

2154.4347 1.2301 1.2449 1.2152 1.2455 1.2476

2310.1297 1.2296 1.2449 1.2152 1.2452 1.2472

2477.0764 1.2292 1.2448 1.2151 1.2452 1.2471

2656.0878 1.2293 1.2446 1.2147 1.2447 1.2467

2848.0359 1.2290 1.2445 1.2148 1.2446 1.2466

3053.8555 1.2278 1.2434 1.2137 1.2434 1.2453

3274.5492 1.2275 1.2432 1.2135 1.2433 1.2452

3511.1917 1.2275 1.2431 1.2133 1.2431 1.2449

3764.9358 1.2272 1.2429 1.2132 1.2428 1.2446

4037.0173 1.2269 1.2426 1.2130 1.2425 1.2443

4328.7613 1.2268 1.2423 1.2127 1.2423 1.2438

4641.5888 1.2263 1.2418 1.2121 1.2418 1.2434

4977.0236 1.2257 1.2413 1.2118 1.2413 1.2429

5336.6992 1.2254 1.2409 1.2112 1.2404 1.2422

5722.3677 1.2245 1.2403 1.2106 1.2397 1.2414

6135.9073 1.2236 1.2396 1.2099 1.2390 1.2404

6579.3322 1.2227 1.2386 1.2091 1.2380 1.2395

7054.8023 1.2216 1.2375 1.2082 1.2370 1.2382

7564.6333 1.2204 1.2362 1.2070 1.2357 1.2369

8111.3083 1.2193 1.2349 1.2058 1.2344 1.2354

8697.4900 1.2177 1.2334 1.2045 1.2329 1.2337

9326.0335 1.2162 1.2317 1.2028 1.2312 1.2317

10000.0000 1.2138 1.2298 1.2010 1.2294 1.2294

10722.6722 1.2119 1.2272 1.1987 1.2269 1.2234

11497.5700 1.2095 1.2249 1.1964 1.2245 1.2207

12328.4674 1.2067 1.2220 1.1938 1.2216 1.2176

13219.4115 1.2036 1.2191 1.1911 1.2184 1.2139

14174.7416 1.2001 1.2156 1.1878 1.2150 1.2096

15199.1108 1.1966 1.2117 1.1838 1.2114 1.2050

16297.5083 1.1919 1.2074 1.1800 1.2063 1.2000

Page 38: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

26

17475.2840 1.1870 1.2025 1.1753 1.2015 1.1939

18738.1742 1.1817 1.1968 1.1698 1.1958 1.1875

20092.3300 1.1755 1.1904 1.1640 1.1894 1.1800

21544.3469 1.1685 1.1834 1.1572 1.1822 1.1718

23101.2970 1.1607 1.1752 1.1497 1.1741 1.1625

24770.7636 1.1519 1.1663 1.1412 1.1650 1.1521

26560.8778 1.1420 1.1560 1.1315 1.1548 1.1405

28480.3587 1.1311 1.1446 1.1207 1.1433 1.1277

30538.5551 1.1194 1.1327 1.1093 1.1312 1.1144

32745.4916 1.1059 1.1183 1.0961 1.1170 1.0988

35111.9173 1.0907 1.1031 1.0814 1.1013 1.0822

37649.3581 1.0741 1.0856 1.0650 1.0840 1.0633

40370.1726 1.0556 1.0666 1.0470 1.0651 1.0428

43287.6128 1.0355 1.0456 1.0271 1.0439 1.0203

46415.8883 1.0132 1.0230 1.0055 1.0214 0.9958

49770.2356 0.9894 0.9983 0.9818 0.9964 0.9695

53366.9923 0.9634 0.9715 0.9564 0.9695 0.9412

57223.6766 0.9355 0.9428 0.9290 0.9409 0.9108

61359.0727 0.9055 0.9122 0.8995 0.9100 0.8787

65793.3225 0.8738 0.8796 0.8685 0.8774 0.8448

70548.0231 0.8402 0.8451 0.8354 0.8429 0.8092

75646.3328 0.8048 0.8093 0.8007 0.8069 0.7721

81113.0831 0.7681 0.7718 0.7644 0.7693 0.7338

86974.9003 0.7302 0.7329 0.7271 0.7305 0.6944

93260.3347 0.6908 0.6930 0.6883 0.6905 0.6542

100000.0000 0.6508 0.6524 0.6487 0.6498 0.6135

Page 39: MODIFIKASI GRAFIT MESOPORI DENGAN … Grafik Hubungan Arus Listrik Terhadap Waktu pada Grafit yang Dimurnikan dengan Perbandingan KOH 1:6 14 12 Grafik Hubungan Rapat Daya pada Elektroda

27

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kota Bekasi pada

tanggal 11 Juni 1992 dari Ayah Joko Sudarno dan

Ibu Surati. Penulis adalah anak pertama dari 2

bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal pada

tahun 1998 di SD Negeri 9 Jatimulya, Kecamatan

Tambun Selatan, Kabupaten Bekasi. Pada tahun

2004 melanjutkan ke SMP Negeri 2 Bekasi. Tahun

2007 penulis memulai pendidikan menengah di

SMA Negeri 9 Bekasi dan lulus pada tahun 2010.

Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut

Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi

Masuk IPB (USMI).

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa Uni

Konservasi Fauna (UKM UKF) IPB sebagai anggota Divisi Konservasi Karnivora.

Selain itu, penulis juga aktif dalam kepanitian acara yang diselenggarakan oleh

BEM KM IPB dan BEM FMIPA IPB. Sebagai Salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan

penelitian yang berjudul “Modifikasi Grafit Mesopori dengan Pelapisan Polipirol

Sebagai Elektroda pada Microbial Fuel Cell Single Chamber “ dibawah

bimbingan Dr Akhirudin Maddu, M.Si dan bimbingan Prof (R) Dr Gustan Pari.