BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian Menurut Darmawan 2004, perancangan itu terdiri dari serangkaian kegiatan yang beruntun, karena itu disebut sebagai proses perancangan. Kegiatan dalam proses perancangan disebut fase. Fase-fase dalam proses perancangan berbeda satu dengan yang lainya. Fase-fase proses perancangan tersebut dapat digambar dalam diagram alir sebagai berikut:
42 http://digilib.mercubuana.ac.id/
43
Mulai
Studi Literatur
Persiapan alat dan bahan, perancangan anoda, elektrolit, katoda dan chasing baterai.
Perancangan
Pembuatan Komponen
Perakitan Komponen
Pengujian
Analisa
Kesimpulan
Laporan
Selesai
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian baterai aluminium udara 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan selama 4 bulan dimulai dari Februari 2016 hingga Mei 2016. Pembuatan baterai alumunium-udara dilakukan di Laboratorium Produksi Teknik
http://digilib.mercubuana.ac.id/
44
Mesin UMB. Analisis komponen dan pengujian baterai dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (PUSPIPTEK) Serpong, Tangerang. 3.3 Metode Penelitian 3.4.1 Studi Literatur Tahapan pencarian sumber tentang penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya berupa jurnal, buku, artikel ataupun paper. Permasalahan dan metode yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya menjadi acuan dalam mengembangkan baterai alumunium udara agar memenuhi tujuan sesuai dengan harapan peneliti. 3.4.2 Perancangan Perancangan adalah kegiatan awal dari suatu rangkaian kegiatan dalam proses pembuatan ataupun pengembangan produk. Berikut ini adalah perancangan baterai logam udara yang akan dibuat.
Gambar 3.2 Perancangan baterai alumunium udara
http://digilib.mercubuana.ac.id/
45
Tahapan proses perancangan baterai alumunium udara: 1. Persiapan Berikut ini adalah alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan, analisa, dan pengujian baterai alumunium udara: a. Alat
Digital Multimeter
Timbangan digital satuan gram (gr) dengan ketelitian 0,01
Braker glass
Salt meter
Tabung ukur
Gunting
Spatulla
Sendok / pengaduk
Battery Tester
b. Bahan
Arabic Gum
NaCl
NaOH
Air Reverse Osmosis
Alumunium bekas kaleng minuman
Porous carbon
Cashing baterai
http://digilib.mercubuana.ac.id/
46
Lampu LED 3,5 V
Kabel
Kontaktor
Saklar
2. Perancangan cashing baterai Cashing baterai yang digunakan yaitu berupa sel koin dengan diameter 16 mm, terbuat dari logam alumunium dan dilapisi silikon pada lingkaran luar.
Gambar 3.3 Cashing baterai 3. Perancangan Anoda Anoda yang akan digunakan adalah logam alumunium dengan memanfaatkan alumunium dari kaleng bekas minuman. Dilakukan pengambilan beberapa sampel kaleng bekas minuman ringan yang akan di analisis kandungan dan kemurnian alumunium dalam kaleng tersebut dengan menggunakan metoda Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) di Lab. Fisika PUSPITEK Serpong, Tangerang.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
47
Gambar 3.4 Kaleng bekas minuman 4. Perancangan Katoda Katoda yang digunakan adalah katoda komersial yang sudah berada dipasaran berupa porous carbon sheet.
Gambar 3.5 Porous carbon 5. Perancangan Elektrolit Sebelum melakukan perancangan elektrolit lebih jauh akan diambil sampel arabic gum untuk dilakukan pengujian dengan menggunakan metoda Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) untuk dapat melihat gugus fungsi arabic gum dan metoda Nucleus Magnetic Resonance (NMR) untuk melihat struktur senyawa atau rumus bangun molekul senyawa organik arabic gum. Pengujian sampel dilakukan di Lab. Kimia PUSPITEK Serpong,
http://digilib.mercubuana.ac.id/
48
Tangerang. Hasil dari pengujian kemudian dianalisa dan disajikan dalam bentuk data yang mendukung dalam penelitian ini. Elektrolit yang akan digunakan pada penelitian ini adalah NaCl dan NaOH dimana keduanya adalah termasuk kategori elektrolit kuat. Berikut ini adalah tabel penetapan variasi konsentrasi larutan elektrolit Tabel 3.1 Variasi konsentrasi elektrolit NaCl dan NaOH
No
Elekrolit
Sampel 1
Konsentrasi
Hasil Pengukuran Sampel 2
Sampel 3
Rata-Rata
Volt (V) Arus (mA) Volt (V) Arus (mA) Volt (V) Arus (mA) Volt (V) Arus (mA) 1
3%
2
3,60%
3
NaCl
4 5
4% 2M
NaOH
4M
Dari hasil pengujian diatas diambil larutan elektrolit yang menghasilkan tegangan dan arus yang paling tinggi, pada elektrolit tersebut kemudian ditambahkan zat organik arabic gum yang selanjutnya di stirer sampai semua matrik polimer hidrogel larut sempurna dan membentuk larutan yang homogen. Formula: Kadar zat dalam campuran:
Molaritas:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
49
Tabel 3.2 Variasi konsentrasi Elektrolit-Arabic gum
No
Elektrolit
Konsentrasi
1 2 3 4 5
Kandungan Arabic Gum
Sampel 1
Hasil Pengukuran Sampel 2
Sampel 3
Volt (V) Arus (mA) Volt (V) Arus (mA) Volt (V) Arus (mA)
10% 20% 30% 40% 50%
3.4.3 Pembuatan Komponen Ada empat tahapan utama dalam pembuatan baterai alumunium udara ini yaitu diantaranya: 1. Preparasi logam Anoda Aluminium: Lempengan logam aluminium bekas kaleng minuman dipotong-potong sesuai dengan ukuran diameter 16 mm. Selanjutnya diamplas dengan kertas pasir dan dibersihkan.
Gambar 3.6 Preparasi anoda logam alumunium
http://digilib.mercubuana.ac.id/
50
2. Preparasi Katoda Udara Porous carbon dipotong sesuai dengan ukuran cashing, kemudian di tempatkan pada sisi pori-pori lubang cashing.
Gambar 3.7 Preparasi katoda porous carbon 3. Preparasi dan Karakterisasi Polimer Hidrogel. Larutan elektrolit yang menghasilkan tegangan dan arus yang paling tinggi divariasikan dengan variasi % volume arabic gum yang selanjutnya di stirer sampai semua matrik polimer hidrogel larut sempurna dan membentuk larutan yang homogen.
Gambar 3.8 Variasi jenis dan komposisi elektrolit
http://digilib.mercubuana.ac.id/
51
Gambar 3.9 Variasi volume arabic gum Selanjutnya akan dituang ke dalam wadah baterai yang telah di pasang porous carbon dan dikeringkan pada suhu ruang selama dua hari dua malam. Setelah membentuk gel, dilakukan pengukuran tegangan dan arus dan dilakukan pengujian charge discharge pada baterai menggunakan baterai tester.
Gambar 3.10 Variasi elektrolit – arabic gum 3.1.3 Perakitan dan Pengujian Setelah tahapan semua bagian baterai telah selesai dilanjutkan dengan perakitan kompenen baterai dan pengujian perfoma dari baterai aluminium udara. Terdapat lima
http://digilib.mercubuana.ac.id/
52
tahap pengujian yang dilakukan, pada tahap pertama yaitu uji fungsi baterai dengan mengukur sel baterai yang meliputi: tegangan baterai dan kuat arus baterai. Pada tahap kedua, yaitu uji performa dengan variasi beban menggunakan battery tester. Tahap ketiga, pengujian charge discharge menggunakan battery tester dengan beban tetap untuk mengukur kapasitas baterai. Tahap kelima, penerapan aplikasi menggunakan lampu LED 3,5 V. 3.1.4 Analisa dan Kesimpulan Setelah dilakukannya pengujian maka dilakukan analisis terhadap hasil pengujian. Apabila tidak memenuhi parameter yang telah ditentukan maka dilakukan evaluasi terhadap perancangan dan dilanjutkan dengan perbaikan. Apabila pengujian memenuhi parameter yang ditentukan maka alat yang dibuat dianggap berhasil dan selanjutnya dibuat kesimpulan pada laporan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
