BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Ketersediaan energi yang berkelanjutan merupakan salah satu isu yang cukup penting di setiap negara, tidak terkecuali Indonesia. Hal ini tidak tidak terlepas hampir semua sektor pengembangan ekonomi bergantung kepada ketersediaan energi yang mencukupi. Pemerintah Indonesia, melalui Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) mengeluarkan suatu Kebijakan Energi Nasional yang diterbitkan melalui
Keputusan
Menteri
Energidan
Sumber
Daya
Mineral
No.
0983
K/16/MEM/2004 telah ditindaklanjuti dengan menyusun Blueprint Pengelolaan Energi Nasional (BP-PEN) 2005 - 2025. BP-PEN tersebut tersebut selanjutnya dibahas dalam Sidang Kabinet terbatas yang dihadiri para Menteri yang terkait dengan bidang perekonomian yang kemudian kebijakan-kebijakannya dituangkan dalam Perpres No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional (KEN). Misi pengelolaan energi nasional ini meliputi (a) menjamin ketersediaan energi domestik, (b) meningkatkan nilai tambah sumber energi, mengelola energi secara etis dan berkelanjutan termasuk memperhatikan pelestarian fungsi lingkungan, (c) menyediakan energi yang terjangkau untuk kaum dhuafa dan untuk daerah yang belum berkembang,(d) mengembangkan
1 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2
kemampuan dalam negeri yang meliputi kemampuan pendanaan, teknologi dan sumber daya manusia dalam rangka menuju kemandirian, (e) Meningkatkan peran warga negara dalam mengusahakan sumber daya energi dan (f) meningkatkan peran energi alternatif. Salah satu sasaran yang dicanangkan pemerintah melalui cetak biru ini adalah peranan energi baru dan terbarukan lainnya meningkat menjadi 5% pada tahun 2025 (Sekretariat Panitia Teknis Sumber Energi, 2006). Energi tidak akan lepas dari kehidupan manusia. Konsumsi energi yang sedemikian tinggi menyebabkan sumber energi minyak bumi semakin menipis, oleh karena itu perlu adanya sumber energi alternatif. Salah satu upaya sumber energi alternatif adalah mengembangkan baterai. Baterai merupakan sel elektrokimia yang menghasilkan tegangan konstan sebagai hasil reaksi kimia. Ion bagian dari reaksi yang melewati langsung elektrolit. Elektroda yang teroksidasi disebut anoda dan elektroda yang terekduksi disebut katoda. Elektroda dapat beroperasi jika dapat menghantarkan elektron dalam sistem baterai, sehingga harus mempunyai daya hantar tinggi, tetapi untuk bisa beroperasi diperlukan separator. Sirkuit terbuka dalam sistem baterai yang dirangkaikan dalam keadaan standar energi bebas Gibbs yang mampu mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik. Alasan utama baterai menjadi energi alternatif karena bentuknya sederhana, ringan, tahan lama dan dapat diisi ulang energinya ( Minami, 2005). Salah satu jenis baterai ini adalah baterai aluminium-udara. Baterai ini menggunakan logam aluminium sebagai anoda untuk menghasilkan suatu elektron dalam reaksinya. Selain itu, pada anoda akan terjadi reaksi antara oksigen dengan elektron. Baterai aluminium udara sederhana dapat menghasilkan energi sebesar 1V dan 100 mA (Modesto dkk, 2007).
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3
Baterai aluminium udara digambarkan sebagai baterai yang mempunyai potensial yang cukup baik. Baterai ini dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang aplikasi termasuk dalam bidang militer. Hal ini karena baterai aluminium udara mempunyai keunggulan yang cukup baik seperti ringan, elektrolitnya dapat diisi kembali jika kering, dan baterai ini dapat menghasilkan energi antara 6-400 W dan densitas energinya sebesar 435 Wh/kg (Rao dkk, 1992). Walau bagaimanapun, baterai ini mempunyai kelemahan yang berasal dari sifat logam aluminium yang sangat mudah teroksidasi ketika bereaksi dengan larutan alkali ataupun larutan elektrolit. Reaksi antara logam aluminium dengan larutan alkali akan menghasilkan suatu lapisan oksida yang menutupi permukaan logam aluminium. Ini akan menyebabkan voltase dari baterai menurun. Lapisan oksida ini memyebabkan penghasilan ion aluminium dan elektron akan terhambat dan berkurang. Disamping itu juga, konsumsi ion hidroksil yang berlebihan oleh logam aluminium
akan
menyebabkan pembentukan endapan aluminat yang juga turut berperan terhadap ketidak seimbangan muatan dari larutan elektrolit yang digunakan (Gelman dkk 2014 dan 2015). Permasalahan yang muncul di dalam pembuatan baterai aluminium udara haruslah diselesaikan, guna mendapatkan baterai aluminium dengan waktu hidup yang lebih panjang dan mempunyai densitas energi yang baik. Salah satu cara yang diusulkan dalam penelitian ini guna mengurangi kecepatan pengoksidaan pada permukaan logam aluminium adalah menggunakan polimer hidrogel yang dicampur pada elektrolit yang digunakan. Penggunaan polimer hidrogel ini akan menyebabkan berkurangnya penggunaan air sebagai pelarut elektrolit. Dengan demikian elektrolit akan terperangkap di dalam polimer hidrogel dan ini akan mengurangkan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
4
terlepasnya elektrolit untuk bereaksi secara langsung pada permukaan elektroda (Mohamad, 2008). Salah satu polimer yang dapat digunakan adalah polimer arabic gum, arabic gum atau Gum Acacia (GA) adalah particular yang menarik karena aman digunakan, mempunyai kelarutan tinggi dalam air dan ukuran molekul yang tinggi. Selain itu, arabic gum merupakan senyawa organik dan ditemukan dapat menjadi inhibitor yang baik untuk baja ringan dan aluminium di kedua media asam dan basa dan menjadi inhibitor yang lebih baik untuk aluminium daripada baja ringan. (M. A. Abu-Dalo, 2012).
1.2 Rumusan Masalah Untuk lebih menfokuskan permasalahan dalam penelitian ini maka peneliti merumuskan: a. Penetapan kadar aluminium pada kaleng bekas minuman. b. Membuat variasi konsentrasi elektrolit dan melakukan pengujian terhadap performa baterai. c. Mempelajari efek konsentrasi elektrolit terimobilisasi dalam polimer hidrogel berbasiskan arabic gum terhadap kinerja baterai aluminium udara dan efek korosi pada logam anoda. 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan dan meningkatkan kinerja dari baterai aluminium udara
berbasiskan polimer hidrogel
arabic gum sebagai salah satu sumber energi baru dan terbarukan serta mengatasi masalah korosi pada baterai alumunium udara.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
5
1.4 Batasan dan Ruang Lingkup Penelitian Adapun ruang lingkup dan batasan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a. Penggunaan logam alumunium sebagai anoda menggunakan limbah anorganik kaleng bekas minuman ringan. b. Bahan polimer hidrogel yang digunakan adalah polimer organik arabic gum. c. Penelitian hanya dilakukan untuk mempelajari pengaruh arabic gum terhadap efek korosi pada permukaan anoda baterai. 1.5 Metodologi Penelitian Dalam penyusunan penelitian ini, digunakan beberapa metodologi yang digunakan penulis agar tujuan dari penelitian ini dapat tercapai. Adapun metologi yang dipakai adalah : a. Melakukan studi literatur. b. Perancangan penelitian. c. Penetapan kadar alumunium pada kaleng bekas minuman d. Mengimobilisasi elektrolit pada polimer hidrogel dan mengkarakterisasinya. e. Melakukan perakitan komponen-komponen baterai alumunium udara dan mengkarakterisasinya. f. Melakukan pengujian performa baterai. g. Melakukan analisis yaitu dengan melakukan perbaikan apabila terjadi kesalahan baik pada alat maupun dari hasil data yang didapat. h. Menyusun laporan untuk mengetahui apakah hasil yang didapatkan sudah sesuai dengan yang diinginkan atau tidak, setelah itu dibuat kesimpulan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
6
1.6 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan ruang lingkup, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan laporan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini berisikan tentang tinjaun pustaka/ landasan teori yang bersangkutan dengan tugas akhir ini. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisikan mengenai diagram alir, metodologi penyelesaian masalah, dan langkah-langkah penyelesaiannya. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini meliputi tahapan hasil pembuatan alat, spesifisikasi alat, dan hasil pengujian serta pembahasan dari alat yang telah dibuat. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari kinerja yang dihasilkan oleh alat yang telah dibuat secara keseluruhan dan saran yang ditujukan untuk penyempurnaan tugas akhir ini.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
