Jakarta – Seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan sumber energi yang lebih berkelanjutan dan melimpahnya limbah sisik ikan yang belum dimanfaatkan secara optimal, tim Program Kreativitas Mahasiswa Riset Eksakta (PKM-RE) Universitas Padjadjaran (Unpad) menciptakan inovasi yang menarik. Mereka mengembangkan hard carbon berbasis limbah sisik ikan nila sebagai material anode untuk baterai ion-natrium. Pemilihan sisik ikan nila tidaklah tanpa alasan; sisik ini mengandung kolagen yang secara alami memiliki nitrogen, menjadikannya kandidat yang ideal untuk penelitian ini. Pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah konsep in-situ self-doping nitrogen, di mana nitrogen diperoleh langsung dari biomassa tanpa memerlukan bahan doping eksternal.
Pemanfaatan Limbah Perikanan untuk Energi Berkelanjutan
Proses sintesis sisik ikan nila dilakukan melalui pirolisis pada suhu bervariasi, yaitu 600, 700, dan 800°C. Peneliti kemudian mengevaluasi perubahan dalam struktur, morfologi, komposisi, dan sifat elektrokimia dari material yang dihasilkan untuk menentukan karakteristik hard carbon yang paling menjanjikan. Hasil awal menunjukkan bahwa semua sampel menunjukkan struktur karbon turbostratic, dengan jarak antar-lapis yang lebih besar dibandingkan grafit. Di antara semua sampel, HC-800 menunjukkan karakteristik struktur dan morfologi yang paling menjanjikan untuk dievaluasi lebih lanjut sebagai material anode.
Karakteristik Hard Carbon dari Limbah Sisik Ikan
Keunggulan pendekatan penelitian ini bukan hanya terletak pada pemanfaatan limbah perikanan, tetapi juga pada integrasi sumber karbon dan nitrogen dari satu jenis biomassa. Dengan cara ini, sisik ikan nila tidak hanya dianggap sebagai limbah yang dikarbonisasi, tetapi juga sebagai prekursor fungsional yang berpotensi menghasilkan karbon dengan karakteristik yang sesuai untuk penyimpanan ion Na+. Penelitian ini menjadi bagian dari upaya untuk menghubungkan ekonomi sirkular dengan kemandirian energi, melalui konversi limbah perikanan menjadi material yang bermanfaat dalam teknologi baterai.
Performa Elektrokimia Hard Carbon
Pada pengujian awal, ditemukan adanya perbedaan performa elektrokimia yang signifikan akibat variasi suhu pirolisis. Sebagai contoh, HC-600 menunjukkan kapasitas discharge awal tertinggi sebesar 111,61 mAh g−1, meskipun memiliki Initial Coulombic Efficiency (ICE) terendah sebesar 37,8%. Di sisi lain, HC-800 menunjukkan ICE tertinggi sebesar 69,2% dan Coulombic Efficiency pada siklus kedua mencapai 94,8%, yang menunjukkan bahwa material ini memiliki reversibilitas yang lebih baik setelah siklus awal.
Analisis Resistansi dan Impedansi
Dalam pengujian Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), HC-800 juga menunjukkan resistansi transfer muatan terendah, yaitu sebesar 384,4 Ω, dan nilai Warburg impedance terendah sebesar 433,8 Ω s−1/2, jika dibandingkan dengan sampel lainnya. Data ini menunjukkan bahwa material yang dihasilkan tidak hanya memiliki potensi sebagai anode, tetapi juga menunjukkan kinerja yang baik dalam hal efisiensi energi.
Langkah Selanjutnya dalam Penelitian
Tim peneliti yang terdiri dari Achmad Syah Nizar El Java, Aorenza Delviana Putri, Kevin Fauzy Rizky, Dimas Ardianto Wiratama, dan Fitriani Nur Hidayat, di bawah bimbingan Noto Susanto Gultom, S.Pd., M.Sc., Ph.D., berencana untuk melanjutkan penelitian ini dengan menyelesaikan karakterisasi kimia permukaan menggunakan X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Selain itu, mereka juga akan menguji stabilitas material hingga 50 siklus untuk mendapatkan gambaran yang lebih lengkap mengenai kemampuan material dalam mempertahankan kinerja penyimpanan energi yang optimal.
Meningkatkan Kemandirian Energi Melalui Inovasi
Inovasi yang dihasilkan oleh mahasiswa Unpad ini menunjukkan bahwa pengembangan teknologi baterai tidak harus bergantung pada bahan baku yang konvensional. Dengan mengandalkan sumber daya yang berkelanjutan, seperti limbah sisik ikan, penelitian ini tidak hanya berpotensi untuk mengurangi limbah, tetapi juga untuk meningkatkan kemandirian energi. Hal ini sejalan dengan semangat ekonomi sirkular yang mendorong pemanfaatan kembali sumber daya untuk keberlanjutan lingkungan.
Manfaat Lingkungan dari Penggunaan Limbah Sisik Ikan
Dengan memanfaatkan limbah sisik ikan menjadi material anode, penelitian ini berkontribusi pada pengurangan limbah perikanan yang sering kali dibuang tanpa pemanfaatan. Dampak positif dari penelitian ini mencakup:
- Pengurangan limbah perikanan yang mencemari lingkungan.
- Peningkatan efisiensi penggunaan sumber daya melalui daur ulang.
- Pengembangan material yang lebih ramah lingkungan untuk teknologi penyimpanan energi.
- Peningkatan kesadaran masyarakat tentang pentingnya daur ulang limbah.
- Kontribusi pada pengembangan teknologi yang mendukung energi terbarukan.
Kesimpulan Akhir
Secara keseluruhan, inovasi yang dihasilkan oleh tim mahasiswa Unpad ini tidak hanya menawarkan solusi untuk mengatasi masalah limbah sisik ikan, tetapi juga mengarah pada pengembangan teknologi penyimpanan energi yang lebih berkelanjutan. Dengan pendekatan yang inovatif dan berbasis riset, mereka menunjukkan bahwa sumber daya yang dianggap tidak berharga dapat diubah menjadi material yang berpotensi tinggi untuk masa depan energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.
➡️ Baca Juga: Griezmann Memutuskan Tinggalkan Atletico dan Bergabung dengan Orlando, Inilah Alasannya
➡️ Baca Juga: Grab Berangkatkan 105 Pengemudi ke Tanah Suci sebagai Apresiasi atas Dedikasi Mitra
