Aplikasi Porous Activated Carbon dari Limbah Botol Plastik sebagai Material Elektroda pada Electric Double Layer Capacitors dengan Gel Polymer Electrolyte
DOI:
https://doi.org/10.30595/jrst.v6i1.11966Keywords:
Botol Plastik Sekali Pakai, Karbon Aktif, EDLCAbstract
Botol plastik sekali pakai menduduki urutan kedua dari tipe plastik di dunia termasuk di Indonesia sebagai plastik yang paling banyak digunakan. Hal ini menghadirkan tantangan yang besar dalam hal pengolahan limbahnya. Di sisi lain, karbon aktif merupakan salah satu material yang dapat digunakan sebagai material elektroda dari superkapasitor yang merupakan salah satu media penyimpanan energi listrik yang tersusun atas elektroda dan elektrolit. Penelitian ini digagas untuk mengembangkan karbon aktif yang dihasilkan dari limbah botol plastik sekali pakai yang selanjutnya diaplikasikan sebagai elektroda superkapasitor. Terdapat 2 tahap proses yaitu karbonisasi pada suhu 500°C, 600°C, dan 700°C dan aktivasi. Adapun aktivasi dilakukan dalam 2 tahap secara kimia (menggunakan ZnCl2) dan fisika. Selain itu, penelitian ini menggunakan PVA-K2CO3 dalam bentuk gel sebagai elektrolit superkapasitor. Berdasarkan karakterisasi, material yang dihasilkan merupakan 100% karbon dan telah berhasil teraktivasi. Karbon aktif dari PET dihasilkan merupakan karbon aktif tipe mikropori dengan ukuran volume rata-rata karbon aktif dengan trend kenaikan seiring dengan kenaikan suhu karbonisasi yang digunakan berturut-turut sebesar 0,0362643 cm3/g, 0,0416015 cm3/g dan 0,0450067 cm3/g. Karbon aktif yang dihasilkan telah berhasil diimplementasikan sebagai elektroda pada Electric Double Layer Capasitors (EDLCs) dimana kenaikan suhu karbonisasi yang digunakan berdampak pada turunnya jumlah tegangan yang dapat disimpan oleh EDLCs dengan hasil berturut-turut sebesar 1,227 V, 1,197 V, 1,116 V dengan rentang waktu pengisian daya selama 1 jam.
References
Abdulkadir, B. A., Dennis, J. O., Fadhlullah, M., Nasef, M. M., & Usman, F. (2020). Preparation and Characterization of Gel Polymer Electrolyte Based on PVA-K2CO3. Polymer-Plastics Technology and Materials.
Ahmed, S., Ahmed, A., & Rafat, M. (2018). Supercapacitor Performance of Activated Carbon Derived from Rotten Carrot in Aqueous, Organic and Ionic Liquid Based Electrolytes. Journal of Saudi Chemical Society.
Alwaan, I. M., & Jaleel, M. A. (2020). Preparation and Characterization of Activated Carbon with (ZnCl2 - Activated) from (PET) Bottle Waste for Removal of Metal ions (Cu+2) in Aqueous Solution. INTCSET.
Astuti, W., Handayani, A. D., & Wulandari, D. A. (2018). Adsorpsi Methyl Violet oleh Karbon Aktif dari Limbah Tempurung Kelapa dengan Aktivator ZnCl2 Menggunakan Pemanasan Gelombang Mikro. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan, 13(2), 189-200.
Bazargan, A., Hui, C. W., & McKay, G. (2013). Porous Carbons from Plastic Waste. Advances in Polymer Science.
Conder, J., Fic, K., & Ghimbeu, C. M. (2020). Supercapacitors (Electrochemical Capacitors). HAL.
Domingo-GarcÃaa, M., Fernándezb, J., Almazán-Almazána, M., & López-Garzóna, F. (2010). Poly(ethylene terephthalate)-Based Carbons as Electrode Material in Supercapacitors. Journal of Power Sources.
Du, J. F., Kim, Y. R., & Jeong, H. T. (2016). Flexible Polyethylene Terephthalate (PET) Electrodes Based on Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) for Supercapacitor Application. Composite Interfaces.
Fibarzi, W. U. (2021). Pembuatan Sel Superkapasitor Berbasis Gel Polymer Electrolyte (Gpe) Dengan Karbon Aktif Sebagai Elektroda. Bandung: Institut Teknologi Bandung.
Gordon, A., Locwin, D. B., Collins, K., Narayan, L., Edge, L., Aliño, M., . . . Silva, V. C. (2020). Branded Vol. III: Demanding Corporate Accountability for Plastic Pollution. (M. Ivlev, F. Torres, A. Martynenko, & C. Marnce, Eds.) Break Free from Plastic.
Habibah, M. D., Nurdiana, H., Rohmawati, L., & Setyarsih, W. (2014). Sintesis Nanopori Karbon Aktif dari Tempurung Kluwak (Pangium Edule). Prosiding Seminar Nasional Fisika dan Pendidikan Fisika, 5, 1.
Kusumaningtyas, M. P. (2017). Analisis Struktur Nano Batu Apung Lombok Menggunakan Metode BET (Brunauer-Emmett-Teller). Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Prasodjo, P. (2010). Studi Kapasitas Adsorpsi Serta Dinamika Adsorpsi Dan Desorpsi Dari Nanotube Karbon Sebagai Penyimpan Hidrogen. Depok: Universitas Indonesia.
Sahin, Ö., Saka, C., Ceyhan, A. A., & Baytar, O. (2015). Preparation of High Surface Area Activated Carbon from Elaeagnus angustifolia Seeds by Chemical Activation with ZnCl2 in One-Step Treatment and its Iodine Adsorption. Separation Science and Technology, 886-891.
Shao-yun, Z., Xin-hai, L., Zhi-xing, W., Hua-jun, G., & Wen-jei, P. (2007). Effect Of Activated Carbon And Electrolyte On Properties Of Supercapacitor. Science Press.
Sirasit Meesiri1, S. N., Homnan, W., & Homnan, A. (2020). Polyethylene Terephthalate Based Activated Carbon Production: Preliminary Study on KOH Activation with Microwave Asssist. International Journal of GEOMATE, 17-24.
Sudarmi. (2010). Kapasitas Adsorpsi Karbon Aktif Tongkol Jagung (Zea Mays L.) Terhadap Zat Warna Rhodamin B. Makassar: UIN Alauddin.
Taer, E. (2018). Buku Ajar Dr. Erman Taer, M.Si. Riau.
Taer, E., & Rika. (2016). Studi Interaksi Elektrolit Cair dan Gel dalam Elektroda Karbon Aktif Mesopori pada Sebuah Sel Superkapasitor. Simposium Fisika Nasional, 19-21.
Tumimomor, F., Maddu, A., & Pari, G. (2017). Pemanfaatan Karbon Aktif dari Bambu sebagai Elektroda Superkapasitor. Jurnal Ilmiah Sains, 17(1).
Utetiwabo, W., Yang, L., Tufail, M. K., Zhou, L., Chen, R., & Lian, Y. (2020). Electrode Materials Derived from Plastic Wastes and Other Industrial. Chinese Chemical Letters.
Wardhana, I. W., Siwi H., D., & Ika R., D. (2013). Penggunaan Karbon Aktif dari Sampah Plastik untuk Menurunkan Kandungan Phospat pada Limbah Cair. JurnalPRESIPITASI.
Wei, X.-q., Li, Q.-h., Li, H.-c., Li, H.-j., & Chen, S.-x. (2015). The Use of ZnCl2 Activation to Prepare Low-cost Porous Carbons Coated on Glass Fibers Using Mixtures of Novolac, Polyethylene Glycol and Furfural as Carbon Precursors. New Carbon Materials, 30(6).
Yuliusman, Nasruddin, Sanal, A., Bernama, A., Haris, F., & Ramadhan, I. (2016). Preparation of Activated Carbon from Waste Plastics Polyethylene Terephthalate as Adsorbent in Natural Gas Storage. International Conference on Advanced Materials for Better Future 2016.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Fhebby Tri Juliantie, Grace Millenia, Mei Citra Limbong, Memik Dian Pusfitasari
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access)
JRST (Jurnal Riset Sains dan Teknologi) is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
