JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
F-13
Pengaruh Variasi Temperatur Karbonisasi dan Temperatur Aktivasi Fisika dari Elektroda Karbon Aktif Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak Terhadap Nilai Kapasitansi Electric Double Layer Capacitor (EDLC) Haniffudin Nurdiansah dan Diah Susanti Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected] Abstrak— Dewasa ini kebutuhan akan energi semakin meningkat. Keadaan yang diharapkan adalah tersedianya perangkat penyimpan energi yang praktis, canggih, tahan lama dan ramah lingkungan. Salah satu solusinya adalah penggunaan EDLC sebagai media penyimpanan energi, hal ini karena EDLC mempunyai kapasitansi yang lebih tinggi daripada kapasitor konvensional dan juga lebih ramah lingkungan. Sehingga dilakukan penelitian ini untuk menganalisis karbon aktif dari Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak untuk dimanfaatkan sebagai elektroda EDLC. Dari pengujian Kadar Karbon Fix didapat nilai fixed carbon Tempurung Kelapa sebesar 74.62% dan untuk Tempurung Kluwak sebesar 74.59% sehingga Tempurung Kelapa dan Kluwak berpotensi sebagai bahan karbon aktif. Proses pembuatan karbon aktif dilakukan dengan cara karbonisasi selama 2 jam pada temperatur 700OC dan 800OC selanjutnya diaktivasi kimia dengan KOH dan diaktivasi fisika pada 110 OC dan 600OC. Hasilnya didapatkan nilai kapasitif tertinggi adalah 884 mF/gr untuk karbon aktif dari Tempurung Kelapa dan 291 mF/gr untuk karbon aktif dari Tempurung Kluwak pada sampel yang dikarbonisasi 700OC dan di aktivasi fisika 600OC. Sedangkan luas permukaan spesifik tertinggi adalah 548.542 m2/gr untuk karbon aktif dari Tempurung Kelapa dan 333.399 m2/gr untuk karbon aktif dari Tempurung Kluwak serta bilangan iodine tertinggi sebesar 1122.96 mg/g untuk karbon aktif dari Tempurung Kelapa dan 968.83 mg/g untuk karbon aktif dari Tempurung Kluwak juga pada temperatur karbonisasi 700OC dan diaktivasi fisika 600OC. Sehingga dapat dikatakan bahwa karbon aktif dari Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak memiliki kualitas yang sesuai standar SNI dan dapat dimanfaatkan sebagai elektroda EDLC. Kata Kunci—EDLC, Karbon Aktif, Karbonisasi, Tempurung Kluwak, Tempurung Kelapa
I. PENDAHULUAN
T
empurung Kelapa dan Tempurung Kluwak merupakan bahan organik yang selalu terdiri dari beberapa komponen berupa selulosa, hemiselulosa dan lignin. Selulosa merupakan senyawa organik dengan formula (C6H10O5)n yang
terdapat pada dinding sel dan berfungsi untuk mengokohkan struktur. Kandungan selulosa inilah yang membuat Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak memiliki struktur yang keras. Sedangkan hemiselulosa adalah polimer polisakarida heterogen yang tersusun dari unit D-Glukosa, LArabiosa dan D-Xilosa yang mengisi ruang antara serat selulosa didalam dinding sel tumbuhan. Dengan begitu hemiselulosa adalah matrix pengisi serat selulosa. Selain selulosa dan hemiselulosa pada tumbuhan juga terdapat lignin yang merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks dan berstruktur amorf. Lignin juga merupakan polimer dengan berat molekular yang tinggi dengan struktur yang bervariasi. Lignin berfungsi sebagai pengikat untuk sel-sel yang lain dan juga memberikan kekuatan. Semakin banyak kandungan Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin maka akan semakin baik karbon aktif yang dihasilkan. [1]. Karbon aktif merupakan suatu bentuk arang yang telah melalui aktifasi dengan menggunakan gas CO2, uap air atau bahan-bahan kimia sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian daya absorpsinya menjadi lebih tinggi terhadap zat warna dan bau. Karbon aktif mengandung 5 sampai 15 persen air, 2 sampai 3 persen abu dan sisanya terdiri dari karbon. Karbon yang sekarang banyak digunakan berbentuk butiran (granular) dan berbentuk bubuk (tepung). [2]. Besarnya daya serap karbon aktif sangat dipengaruhi oleh keadaan pori-pori yang terbentuk. Pori-pori pada karbon aktif memiliki beberapa jenis sebagai berikut : 1. Mikropori dengan ukuran dibawah 40 Angstrom 2. Mesopori dengan ukuran antara 40 - 5000 Angstrom 3. Makropori dengan ukuran diatas 5000 Angstrom Pada bahan baku yang berbeda dan perlakuan yang berbeda maka dominasi pori-pori yang terbentuk juga berbeda. Pada karbon aktif dengandominasi mikropori sangat sesuai untuk digunakan sebagai penyerap molekul-molekus kecil seperti molekul gas dan dengan tingkat kontaminan rendah.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) Sedangkan karbon aktif dengan dominasi makropori sesuai untuk menyerap molekul yang lebih besar seperti molekul cairan dan sangat cocok untuk decolorizing [3]. Pembuatan karbon aktif terdiri dari tiga tahap yaitu: a. Dehidrasi: proses penghilangan air. Bahan baku dipanaskan sampai temperatur 170 °C. b. Karbonisasi: pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Karbonasi dilakukan pada suhu 400-900ºC hasilnya didinginkan dan dicuci, untuk menghilangkan dan mendapatkan kembali bahan kimia pengaktif, disaring dan dikeringkan Temperatur diatas 170°C akan menghasilkan CO, CO2 dan asam asetat. Pada temperatur 275°C, dekomposisi menghasilkan tar, metanol dan hasil sampingan lainnya. Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400-600 ºC. c. Aktivasi: Dekomposisi tar dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan uap atau CO2 sebagai aktivator. Karbon dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna. Secara umum reaksinya dapat ditulis sebagai berikut: CxHyOn + O2 (g) → C(s) + CO(g) + H2O(g) Pembakaran tidak sempurna tidak terjadi bila hidrokarbon berlebih atau kekurangan oksigen pada penukaran sempurna hanya dihasilkan CO2 dan H2O, sedangkan pada pembakaran tidak sempurna selain dihasilkan CO2 dan H2O juga dihasilkan CO2 dan C [4]. Kapasitor listrik dua layer atau EDLC didasari pada prinsip kerja dari lapisan listrik ganda yang terbentuk pada antar permukaan lapisan antara karbon aktif dan elektrolit sebagai dielektrik. Adanya mekanisme absorpsi dan desorpsi ion pada kedua layer elektroda karbon aktif berperan dalam pengisian dan pengosongan EDLC. Dengan memberikan tegangan pada elektroda yang saling berhadapan maka ion akan tertarik ke permukaan kedua elektroda dan terjadilah proses pengisian atau charging. Sebaliknya, ion akan bergerak menjauh saat EDLC digunakan atau discharging [5]. Pada mekanisme kerja EDLC sangat bergantung pada adanya ion yang memiliki muatan listrik. Ion yang digunakan didapat dari elektrolit yang berada diantara kedua elektroda karbon aktif terdisosiasi. Disosiasi sendiri merupakan peristiwa terurainya suatu zat menjadi beberapa zat yang lebih sederhana. Pada EDLC misalnya, sebuah larutan elektrolit AB terdisosiasi menjadi komponennya A- dan B+. Hal tersebut dinamakan disosiasi elektrolit atau ionisasi dan reaksi ini juga merupakan reaksi reversibel atau berjalan bolak-balik karena ion-ion A- dan B+ juga bisa kembali membentuk elektrolit AB. Melalui proses seperti inilah ion-ion bermuatan listrik dapat dimanfaatkan pada sistem kerja EDLC [1]. II. METODOLOGI PENELITIAN A. Preparasi Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak Preparasi yang dilakukan adalah pencucian dan pengeringan Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak dibawah sinar matahari langsung. Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak yang digunakan berasal dari kawasan Ponorogo dan
pengambilan dilakukan disatu tempat. Lalu diperkecil ukurannya hingga ukuran 0,1-3 mm.
F-14 spesimen
B. Karbonisasi Dilakukan pengarangan atau proses karbonisasi didalam horizontal furnace pada temperatur 700oC dan 800oC dengan waktu tahan selama 2 jam. Pada proses karbonisasi sampel Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak dimasukkan kedalam crusible alumina. Selama proses karbonisasi gas Nitrogen dialirkan dengan tujuan untuk homogenasi ukuran pori-pori karbon aktif [6]. Setelah mengalami proses karbonisasi sampel karbon yang didapat dihancurkan menggunakan blender hingga berbentuk serbuk yang lolos 120 mesh. Sampel yang tidak lolos dihancurkan kembali hingga berukuran 120 mesh. C.Aktifasi Kimia Pada proses aktifasi kimia, arang dan KOH dimasukkan ke dalam beaker glass dan ditambah aquades sebanyak karbon yang digunakan jadi perbandingan campuran antara air, karbon dan KOH menjadi 1:1:4. Campuran tersebut lalu dipanaskan dan diaduk menggunakan magnetic stirrer hot plate dengan temperatur 80oC selama 4 jam dan menggunakan kecepatan putaran stirrer sebesar 200 rpm [7]. Setelah tercampur maka dilakukan pengendapan dan pencucian. Pengendapan dilakukan dengan membiarkan campuran selama satu hari hingga terbentuk endapan. Lalu cairan yang ada pada campuran dibuang hingga tersisa endapannya saja. Endapan yang didapat lalu dicuci dengan menambahkan aquades dan berulang sampai pH nya mendekati netral. D.Aktifasi fisika Pada aktifasi fisika endapan karbon aktif hasil aktifasi kimia dipanaskan dengan cara hidrothermal menggunakan variasi temperatur 110oC, dan 600oC dengan waktu tahan selama 4 jam untuk masing-masing endapan karbon aktif dari setiap proses karbonisasinya. Proses Hidrothermal berlangsung dengan memasukkan adonan karbon aktif yang masih kaya akan kandungan air didalam crusible yang dimasukkan didalam autoclaf dan dipanaskan di dalam furnace. Proses hidrotermal adalah proses yang memanfaatkan tekanan uap air yang diperoleh dari pemanasan air yang terkandung pada sampel itu sendiri. Serbuk karbon aktif akan didapat setelah didinginkan dengan perlahan didalam furnace. Autoclaf pada proses aktifasi kimia ini digunakan agar proses aktifasi fisika berlangsung pada keadaan kedap udara agar lingkungan pemanasan memiliki kadar oksigen yang terbatas. Karena jika saat pemanasan terdapat banyak oksigen akan terbentuk abu [8]. III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Kadar Karbon Fix ASTM D 1762-84 dan Pengujian XRD Raw Material Dari hasil uji kadar karbon fix Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak seperti yang tertera pada tabel 1.1 terlihat bahwa Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak memiliki fixed carbon yang tinggi. Nilai fixed carbon yang dimiliki oleh Tempurung Kelapa melebihi nilai fixed carbon dari pengujian tempurung kelapa yang sebelumnya yaitu 20,96% pada
JU URNAL TEKNIK POMITS Vol. V 2, No. 1, (22013) ISSN: 23337-3539 (23001-9271 Print) T Tabel 1. hasil uji kaadar karbon fix daari Tempurung Kellapa dan Tempurung Klu uwak
N No
Kadaar Abu u
Kadarr Volatil
Kadar Karbonn Fix
(%)
(%)
(%)
Kelappa
2.58 8
22.8
74.62
Kluwaak
1.61
23.8
74.59
Tempuruung
1 2 .
F-15
hemisellulosa dan lignnin merupakann senyawa orgganik dengan banyak rantai karbon. B. Hassil Karbonisasii Dalaam proses karbbonisasi terdappat penyusutan sampel. Hal ini dikkarenakan pem manasan yangg diberikan saat proses karboniisasi berlangsuung dapat menghilangkan m komponenkomponnen yang terkaandung didalam m sampel sehhingga hanya tersisa arang a atau karbbonnya saja. Didalam D prosess karbonisasi ini terkkadang juga didapatkan d hasil berupa abuu jika proses karboniisasi tidak berlaangsung dalam m keadaan lingkkungan yang terbatass oksigennya. Namun hasil yang didapat dari proses karboniisasi pada Tem mpurung Kelappa dan Tempurrung Kluwak ini beruupa arang tanpaa adanya abu. C. Hassil Aktifasi Kim mia P Proses aktifasii kimia dilakukan dengan menggunakan m aktifier Kalium Hidrroksida (KOH H). KOH meruupakan basa kuat seehingga bisa menghilangkan m n zat-zat penggotor dalam karbon seperti volatil dan tar sehinggga membuat karbon k lebih berpori.. Hasilnya berrupa endapan basah karbonn aktif yang kemudian dicuci samppai pH netral.
Gam mbar 1 Hasil XRD D Tempurung Kelaapa dan Tempurunng Kluwak
a
b
c
d
f
e
g
h
Gam mbar 2 Hasil Uji SEM Karbon Aktif A Tempurungg Kelapa(a,b,c,d) dan Tem mpurung Kluwak (e,f,g,h). Tempeeratur Karbonisasii 7000C, Temperratur Akttivasi Fisika 11000C (a,e) , Temperatur Karbonisassi 7000C, Temperratur Akttivasi Fisika 60000C (b,f) . Temp peratur Karbonisassi 8000C, Temperratur Akttivasi Fisika 11000C (c,g). Tempeeratur Karbonisasi 8000C, Temperratur Akttivasi Fisika 60000C (d,h).
pennelitian yang dilakukan d oleh Wei Li (2008) serta nilai fixxed carrbon pada ecenng gondok yaittu 72,02% padda penelitian yaang dillakukan oleh Abu A dan Suhariiono (2012). Dengan D fix carbbon sebbesar 74.62 dan d 74.59 % maka Tempurrung Kelapa dan d Tempurung Kluw wak sangat berpotensi untukk dijadikan bahhan karrbon aktif. Dari hasil uji XRD Raw Maaterial didapatkkan pola difraaksi sepperti pada gam mbar 1. Padaa pola difrakssi terlihat bahhwa Tempurung Keelapa dan Tempurung Kluwak memilliki ulosa dan Liggnin sesuai kaartu kanndungan Selullosa, Hemiselu JCPDF 50-2241 serta sesuai po ola difraksi XR RD dari seluloosa, hem miselulosa dann lignin yang pernah p diteliti oleh o Rosa (20110). Sehhingga kandunngan karbon (C C) pada Tempuurung Kelapa dan d Tempurung Klluwak sangaat tinggi karena k seluloosa,
D. Hassil Aktifasi Fisika Pada karbon k aktif haasil aktifasi fissika terlihat lebbih berwarna hitam dari d pada karbbon aktif yanng hanya didehidrasi saja. Warna yang lebih hitaam ini dikarennakan proses aktifasi a fisika m metode hiddrothermal menghasilkan m yang menggunakan serbuk yang masih sedikit s basah berbeda dengaan dehidrasi b keering. Serta serbuk s karbonn aktif yang yang benar-benar didapat semain haluus jika tempperatur aktifassi fisikanya p aktifasi semakinn tinggi. Hal ini menunjukkkan bahwa pada fisika teerdapat pemeccahan kembali rantai karbon yang masih tersisa dan pada prooses dehidrasii tidak terjadii. Efek dari aktifasi fisika tersebbut semakin optimal jika temperatur makin tinggi. Jaadi dapat dikattakan bahwa aktifasi fisikanya sem semakinn tinggi temperratur aktifasi fiisikanya maka karbon aktif yang dihasilkan d sem makin bersih dari d pengotor dan ikatan organikk semakin bannyak yang teerlepas. Jika karbon k aktif bersih dari d pengotor maka m pori-poriinya akan sem makin banyak dan luaas permukaannnya akan sem makin besar jika ukuran partikellnya semakin kecil. k E. Hassil Pengujian SEM S Dari hasil h SEM denngan perbesaraan 10000x padda gambar 2 terlihat bahwa sampeel memiliki beentuk yang beerongga atau d baahwa karbon memilikki pori-pori seehingga bisa disimpulkan aktif dari d Tempuruung Kelapa dan d Tempuruung Kluwak berbenttuk sponge. Teerlihat bahwa ukuran u serbuk karbon aktif yang didapat d semakkin kecil seirring bertambaah tingginya temperaatur aktifasi fisika yang didapat. Hal H tersebut menunjukkan bahw wa pada prooses karbonissasi terjadi pemecaahan rantai karrbon dan akann semakin optiimal dengan adanya kenaikan tem mperatur pada proses karbonnisasi. Serta pada prroses aktifasi fisika juga teerdapat pemeccahan rantai karbon kembali yang dibuktikan denngan semakin mengecilnya m d seiringg meningkatnya temperatur ukuran partikel yang didapat y terlihat paada tabel 2. aktifasi fisika seperti yang
JU URNAL TEKNIK POMITS Vol. V 2, No. 1, (22013) ISSN: 23337-3539 (23001-9271 Print) Tabel 2 Ukuran Partikell dan Diameter Pori-Pori Karbon n Aktif N o
Tempurung
1 2
T Karboni sasi(0C) 700
Kelapa
3
800
4 5 6
700 Kluwak
7
800
8
2 3
800
4 5
Kluwak
700
6 7 8
800
Kellapa
Jenis PoriPori
110
3.022 - 12.080
Makropoori
600
4.555 - 17.320
Makropoori
2
110
0.204 - 0.700
Mesopoori
3
600
0.392 - 1.189
Mesopoori
4
110
1.227 - 6.749
Makropoori
5
600
5.719 - 10.760
Makropoori
6
110
0.642 – 400
Mesopoori
7
600
0.395 - 2.023
Mesopoori
8
Tabel 4 Hasil Uji BET Karbon K Aktif T Karbonni T Aktivassi Surface sasi(0C)) Fisika(0C) C Area(m²/gg) 700
800
Kluuwak
700
800
110
275.899
Total Volume (cm3/g) 95.51
600
548.542
189
110
230.026
79.56
600
303.653
104.3
110
230.565
90.37
600
333.399
115.3
110
143.808
56.45
600
307.008
106.4
F. Hassil Pengujian XRD X Darii pola grafik hasil h XRD gam mbar 3 dan 4 menunjukkan m bahwa sampel karboon aktif memiiliki struktur yang y amorf. Puncak yang terdapaat pada grafikk merupakan puncak dari Carbon (C) yang suddah membentuuk kristal denngan struktur Hexagoonal sesuai denngan kartu JCPD DF 75-1621. D Dari gambar 3 dan 4 dapaat dilihat bahwa semakin tinggi temperatur akktivasi yang digunakan, maka m bentuk grafiknyya akan cendeerung lebih lanndai apabila dibandingkan d dengan grafik untuk temperatur akktivasi yang leebih rendah. Hal ini menunjukkann bahwa pada temperatur akktivasi yang rendah, maka karbon yang terbentuuk cenderung lebih bersifat kristalinn daripada kaarbon yang teerbentuk padaa temperatur aktivasii yang lebih tinnggi.
Tabel 3 Hassil Uji Iodine
T Karboni sasi(0C) 700
1
Diametter Pori Pori (µm) (
Gam mbar 4 Grafik XR RD karbon aktif akttivasi 600oC
Tempu rung Kelapa
Tem mpur unng
T Aktivasi A Fissika(0C)
Gam mbar 3 Grafik XR RD karbon aktif akttivasi 110oC
N o 1
N o
F-16
T Aktivasi Fisika(0C) 110
Bilangan Iodine (mg/g) 826.3536
600
1122.96
110
823.7632
600
1036.18
110
778.4303
600
968.8284
110
756.4115
600
957.1714
G. Hassil Pengujian Iodine I Hasill uji iodine padda tabel 3 yangg dilakukan seesuai Standar SNI 1995 menunjukkkan adanya perrbedaan daya serap antara karbon aktif yang dikarbonisasi pada temperratur 700OC dengan 800OC. Rata-rrata daya serapp iodine yang dikarbonisasi d pada teemperatur 7000OC lebih tingggi dari pada daya serap karbon aktif yang dikkarbonisasi padda temperatur 800 8 OC. Serta pada tem mperatur aktiffasi fisika yangg lebih tinggi didapat d hasil uji iodinne yang semakkin tinggi. Semuua sampel karrbon aktif darri Tempurung Kelapa dan Tempurrung Kluwak memenuhi m stanndar karbon akktif SNI 06 – 3730-19995 yang meengharuskan nilai n bilangan iodine dari karbon aktif minimal 750 mg/g. Karbbon aktif yangg dikarbonisassi pada tempeeratur 700OC memilikki rata-rata bilangan b iodinne yang lebihh besar dari karbon aktif yang dikaarbonisasi padaa temperatur 800OC karena larutan iodine memiliki ukuran partikel yang cukup c besar maka membuat m karboon aktif yang kaya akan poori-pori kecil sulit unntuk menyerapnya. Berbeda dengan karbonn aktif yang memilikki banyak porri-pori besar, Iodine akan lebih l mudah diserap.. Ditambah laagi dengan adanya a perlakuuan aktivasi fisika yang y berfungsii untuk mempperluas bidang penyerapan karbon aktif, akan meengakibatkan jumlah pori-poori yang ada k aktif akan semakinn banyak sehhingga daya pada karbon serapnyya terhadap Ioddine dapat semaakin meningkaat[9]. H. Hassil Pengujian BET B Padaa tabel 4 dapaat dilihat bahw wa luas permukkaan spesifik tertingggi pada karbonn aktif dengaan karbonisasi 700OC dan aktifasi fisika 600OC.
JU URNAL TEKNIK POMITS Vol. V 2, No. 1, (22013) ISSN: 23337-3539 (23001-9271 Print)
F-17
Tabel 5 Data % weight loss dari setiap titik endoteerm No
1
2
Gam mbar 5 Grafik Pennyerapan gas N2 paada berbagai kondiisi Temperatur Karrbonisasi dan Aktiivasi Fisika
Gambar 6 Grafik TGA/DSC
T Tempurung
T Titik Enddoterm
Range Temperaatur (0C)
Reaksi yaang Terjadii
% Weight Loss
1
50 - 1330
Dehidraasi
5.948
2
190 - 305
Pirolisis Hemiselullosa
26.525
3
305 - 404 4
Pirolisis Selulosa dan d Ligninn
46.379
1
50 - 1330
Dehidraasi
5.846
2
190 - 305
Pirolisis Hemiselullosa
14.917
3
305 - 404 4
Pirolisis Selulosa dan d Ligninn
Kelapa
Kluwak
36.855
G Grafik penyeraapan gas N2 diitunjukkan padda gambar 5. Dari gaambar tersebutt terlihat bahw wa pada karboon aktif dari Tempurrung Kelapa dan Kluwak, volume maaksimal gas Nitrogeen yang dapat diserap d oleh kaarbon aktif terjaadi pada saat Relativee pressurenya pada angka 1,000, dan didapaatkan volume maksim mal 189 cm3/gg untuk Temppurung Kelapaa dan 115.3 3 cm /g untuk u Tempurrung Kluwak pada p karbon aktif a dengan karboniisasi pada tempperatur 700OC dan diaktivasi fisika pada temperaatur 600OC. H Hasil Uji BET T yang didapat memiliki keccenderungan meningkat seiring meningkatnya m t temperatur akttivasi fisika. Kenaikaan luas perm mukaan spesiffik seiring dinaikkannya d temperaatur aktivasi fisikanya dikaarenakan denggan aktivasi fisika yang y semakin tinggi didapatkkan pori-pori yang semakin kecil juuga sehinggaa daya serap terhadap gas nya juga meningkat. Selain ittu, di dapatkaan bahwa sem makin tinggi temperaatur karbonisaasi,maka luass permukaan aktif yang dihasilkkan semakin turun.Hal inii dikarenakan kandungan kadar abbu dari produkk karbon aktif akan semakin naik seiring dengan kenaikan tempperatur karbonnisasi. Persentaase abu yang terbentuuk semakin beesar mengakibatkan penurunnan dari luas permukkaan aktif, karrena keberadaaan abu akan menyumbat pori-porri pada struktuur karbon aktiff sehingga menngurangi luas permukkaan aktif nya[110]. I. Penggujian TGA/DSSC Pada gambar 6 terllihat bahwa terrdapat penguraangan massa pada teemperatur 50OC hingga tem mperatur 130OC pada titik endoterrm 1. Penguraangan massa teersebut adalahh akibat dari hilangnnya air yang disebut dengan dehidrasi,.. Dari hasil TGA/D DSC penguranggan massa paaling tinggi dimulai d pada temperaatur 200OC hingga 700OC. Pada temperratur 190OC merupaakan titik endooterm 2 yaitu temperatur t awaal terjadinya dekompposisi bahan-bbahan selain karbon seperrti selulosa, hemisellulosa dan liggnin. Dekomposisi terus terrjadi hingga temperaatur 305OC dann pengurangann massa maksiimum terjadi pada tiitik endoterm 3 di temperaatur 404OC [111].Besarnya penguraangan massa setiap titik enndoterm ditunjjukkan pada Tabel 5.
JU URNAL TEKNIK POMITS Vol. V 2, No. 1, (22013) ISSN: 23337-3539 (23001-9271 Print)
N o 1
Tempu rung Kelapa
Tabel 6 Hasil peng gujian potensiostaat Kapasitansi T Karboni K T Aktivasi 0 (miliFarad/gram)) sasi(0C) Fisika( F C) 700 110 110
2 3
800
4 5
Kluwak
700
6 7 8
800
600
844
110
300
600
623
110
36.7
600
291
110
171
600
194
Gambar 7 Grafik Cyclic Vo oltammetry denngan scan rate 2m mV/s J.A Analisis Cyclic Voltammetry Hasil pengujian Potensiiostat dapat dillihat pada tabeel 6 dim mana karbon aktif a hasil karb bonisasi pada temperatur 7000OC 0 dann aktivasi 6000 C baik padaa karbon aktiff dari tempuruung kellapa dan temppurung kluwak k mempunyai nilai kapasitaansi yanng tertinggi,yaaitu 844 miliFaarad per gram m pada tempuruung Keelapa dan 291 miliFarad per gram pada tem mpurung Kluw wak. Beesarnya nilai kaapasitif yang teerdapat pada taabel 6 didapat dari d perrhitungan yangg merupakan hasil h perhitunggan luas area dari d diaagram Cyclic Voltammery V seperti yang terlihat pada gam mbar 7. IV. KESIMPULA AN/RINGKAS SAN Semakin naik temperatur Karbonisasi makka nilai Bilanggan Ioddine, Luas perrmukaan aktif, dan Kapasitannsi akan semaakin turrun. Semakin naik temperattur aktivasi fiisika, maka nilai n Billangan Iodine, Luas permukaaan aktif, dan Kapasitansi akkan sem makin naik. Keeadaan optimum yang menghhasilkan Bilanggan Ioddine, Luas Perm mukaan aktif, dan Kapasitansi terbesar adaalah padda temperatur Karbonisasi 700 7 0C dan tem mperatur aktivvasi 0 fisiika 600 C baaik pada Tem mpurung Kelappa maupun paada Tempurung Kluuwak. Dari haasil nilai Kappasitansi terbeesar d dipperoleh padaa Temperatur Karbonisassi 7000C dan Temperatur Aktiivasi fisika 60 000C untuk Teempurung Kelaapa nillainya 844 miilifarad/gram dan d untuk tem mpurung Kluw wak sebbesar 291 milifarad/gram m sehingga sesuai unntuk
F-18
diaplikaasikan sebagaii elektroda ED DLC karena niilainya lebih dari 1 milifarad/gram. m . UCA APAN TERIMA A KASIH Penuulis H.N. menngucapkan teriima kasih keppada YTUB IKA-IT TS atas bantuaan biaya kuliahh berupa beasiswa selama penulis menjalani wakktu studi. D DAFTAR PUST TAKA [1]
Takkeuchi, Yahsito, Pengantar Kimiaa. Tokyo: Iwanaami Publishing Com mpany (2006). [2] Tri Wijaja, Ali Altwaay, dan Soeprijantto, “Studi proses hybrid: h adsorpsi padaa karbon aktif/meembran bioreaktor untuk pengolahhan limbah cair induustri, ” Surabaya : Institut Teknologii Sepuluh Nopembber (2009). [3] Actiivated Carbon maanufacture (structture and propertiies), Cameron Carbbon Incorporated, USA (2006) [4] S. Salamah, S “Pembuaatan Karbon Aktiff dari Tempurung Kelapa dengan Perllakuan Karbonat””. in Prosiding Seminar S Nasionall “Kejuangan” Teknnik Kimia, Yogyakkarta (2001). [5] Connway. Electrocheemical Supercapaasitor-Scientific Fundamentals F andd Technological Appplications. Ottawaa : University of Ottawa(1999). O [6] W. M. Daud dan W. W S. Ali, ”Compaarison On Pore Development D Of C Shell,” Actiivated Carbon Prroduced From Paalm Shell And Coconut Biorresour Technol, Vol. V 93, No. 1 (Maii, 2004) 63-69. [7] Suhhariyono, “Pengaruuh variasi temperaatur karbonisasi daan temperatur aktifasi fisika terhadaap luas permukaaan karbon aktif eceng e gondok k (kalium hidrokksida)”. Tugas (eichhornia crassipes)) dengan actifier koh Akhhir Jurusan Teknnik Material dan Metalurgi, Instittut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya S (2012). K Dan Konsentrasi K Zink [8] Abuu Busana, “Pengarruh Temperatur Karbonisasi Klorida (ZnCl2) Teerhadap Luas Peermukaan Karbonn Aktif Eceng Gonndok”. Tugas Akhhir Jurusan Teknikk Material dan Meetalurgi, Institut Tekknologi Sepuluh Nopember, Surabayya (2012). [9] Rio Latifan, ”A Aplikasi Karbonn Aktif dari Tempurung Kluuwak(Pangium Eduule) Dengan Variaasi Temperatur Kaarbonisasi dan Akttifasi Fisika Sebaagai Electric Douuble Layer Capaccitor(EDLC),” Tuggas Akhir Jurusan Teknik Mateerial dan Metallurgi, Institut Tekknologi Sepuluh Nopember, Surabayya (2012). [10] Ikaw wati,Suherman,”Peembuatan Karbom m Aktif Dari Limbah L Kulit Singgkong UKM Tappioka Kabupaten Pati,” Tugas Akhir A Jurusan Tekknik Kimia, Univerrsitas Diponegoro,, Semarang (2010)).
