Diana Hayatia, Admin Alifa, dan Syukrib
aLaboratoriumElektro/Fotokimia, Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Andalas
bLaboratorium Kimia Material, Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Andalas
e-mail: dianahayati015@yahoo.com
Jurusan Kimia FMIPA Unand, Kampus Limau Manis, 25163
Abstract
The research on the use of a pair of electrodes CuO/C in the cell photovoltaics liquid using a tube u has been done. The aim of this research is to find out how the performance of a pair of electrodes CuO/C in converting solar energy into electrical energy by using a tube U. The current, voltage power and measured by the use of three tube U with series circuits and a series of parallel with the condition of open in the room (at 09.00 WIB until 14.00 WIB). A variation that is used is the temperature of the burning process and long burning. The temperature and long
burning that produces power is the temperature of maximum 400oC for an hour with resources
8,3800 mWatt at 11.00 WIB. A series of parallel produces a current of greater and a voltage lower
if compared with series circuits. Gas H2 produced as much when compared with O2. To a series
of series obtained Isc, Voc, an Imp and Vmp successive 0,049 mA; 190 mV; 0,030 mA and 105 mV so
FF 0,338. Meanwhile, in a series of parallel Isc, Voc, an Imp and Vmp each obtained 0,105 mA; 51 mV;
0,085 mA and 25mV with FF 0,397.
Keywords: cells photovoltaics, series circuits, a series of parallel, the electrode
I. Pendahuluan
Indonesia merupakan negara tropis yang mempunyai potensi energi surya yang cukup tinggi dengan radiasi harian kira-kira
sebesar 4,5 kW/m2/hari. Indonesia juga
memiliki suplai energi yang diterima bumi
sangat besar mencapai 3x1024 Joule per
tahunnya. Energi matahari ini dapat
dimanfaatkan sebagai sumber energi
alternatif yang murah dan tersedia
sepanjang tahun.1-2
Energi merupakan kebutuhan utama
manusia sehingga peningkatan kebutuhan energi dapat menjadi indikator dalam peningkatan kemakmuran masyarakat. Di lain pihak dapat menimbulkan masalah dalam penyediaannya, karena dengan
menipisnya cadangan minyak bumi
menyebabkan pemanfaatan energi alternatif
nonfosil juga harus ditingkatkan. Apabila terjadi pergeseran dari penggunaan sumber energi tak terbaharui menuju sumber energi yang terbaharui, maka pengembangan energi listrik tenaga surya yang berbasis kepada efek fotovoltaik (PV) dari sel surya dapat digunakan sebagai pilihan yang tepat. Pada kenyataannya, penggunaan sel surya sebagai sumber energi listrik masih sangat minim karena adanya beberapa faktor, seperti kemampuan sel surya yang belum optimal dalam menghasilkan tenaga listrik, proses pembuatan sel yang memerlukan operasi pembiayaan yang mahal, apalagi jika sel tersebut masih harus diimpor bagi
pembuatan modul sel surya tersebut.1,3
Adanya beberapa kendala dan keterbatasan menyebabkan energi surya lebih banyak dimanfaatkan untuk sistem yang kecil dan di daerah yang terpencil yang belum
121
terjangkau oleh aliran listrik saja.
Perkembangan jenis baru sel surya harus
dipromosikan untuk meningkatkan
kesadaran masyarakat bahwa cadangan minyak bumi bisa habis selama abad ini, dan ada kemungkinan kebutuhan energi planet ini dua kali lipat dalam 50 tahun ke depan sehingga dilakukan pengembangan energi terbarukan, seperti PV. Sumber daya terbarukan adalah sumber energi bersih yang memberikan dampak lingkungan yang jauh lebih rendah dari sumber energi
konvensional.4-6
Penelitian mengenai Sel PV pasangan
CuO/Cu dan CuO/stainless steel dalam
bentuk tunggal dan serabut dengan
elektrolit NaCl telah dilakukan sebelumnya, menunjukkan pasangan elektroda CuO/Cu
dan CuO/Stainless steel dalam bentuk
serabut maupun tunggal dapat digunakan dalam sel fotovoltaik cair dengan menggunakan larutan elektrolit NaCl.
Kelemahan dari pasangan elektroda
CuO/Cu dan CuO/Stainless steelini hanya
bisa digunakan selama tiga hari secara
berturut-turut karena semakin lama
pasangan elektroda akan teroksidasi dan tidak dapat menghasilkan arus. Pada
penelitian tersebut juga dihasilkan gas H2
dan Cl2 yang dapat berdampak negatif bagi
lingkungan.7
Pengembangan dari penelitian tersebut dilakukan dengan cara mengganti larutan elektrolitnya dengan natrium sulfat dan pasangan elektroda Cu digantikan dengan C. Hasilnya pasangan elektroda tersebut bisa digunakan lebih lama dan gas yang
dihasilkan H2 dan O2, tetapi arus yang
didapatkan masih sangat kecil. Dari
penelitian tersebut dapat dilakukan
modifikasi agar arus yang dihasilkannya lebih besar, yaitu dengan menggunakan CuO berupa batangan yang dibakar dengan menggunakan furnace pada berbagai variasi baik suhu pembakaran maupun lama pembakaran, serta wadah yang digunakan lebih sederhana agar mudah terjadinya reaksi sebuah siklus, yaitu berupa tabung U.
II. Metodologi Penelitian
2.1. Bahan kimia, peralatan dan instrumentasi
Bahan yang digunakan adalah lempengan
tembaga, pensil 2 B merek faber castell,
Na2SO4, aquades dan WPC (pembersih
lantai).
Alat-alat yang digunakan neraca analitis, alat-alat gelas, multimeter, penjepit buaya, tabung U, buret, furnace, potensiometer, ampelas, standar dan klem.
2.2. Prosedur penelitian 2.2.1Penyiapan Elektroda
Elektroda CuO diperoleh dari batangan
tembaga berupa silinder (tabung)
berdiameter 4,49 mm, tebal 0,49 mm dan panjang 12,5 cm yang berasal dari pipa tembaga saluran pendingin AC. Lempengan tembaga ini dibakar dengan menggunakan furnace pada berbagai suhu.
Elektroda C diperoleh dari pensil 2B dengan
merek faber castell. Caranya dengan
membuka bagian kayu pembungkusnya dengan menggunakan pisau dan diampelas sehingga didapatkan karbon dari pensil tersebut.
2.2.2 Penyiapan Larutan Elektrolit
Larutan Na2SO4 yang digunakan
merupakan konsentrasi optimum yang didapatkan pada penelitian sebelumnya yaitu 0,5 N yang disiapkan dengan cara
menimbang sebanyak 3,5515 gram Na2SO4,
kemudian diencerkan dalam labu ukur 100 mL.
2.2.3 Pengukuran Arus dan Tegangan Sel Fotovoltaik Pasangan Elektroda CuO/C
Mengggunakan Larutan Elektrolit
Na2SO4 0,5 N Dengan Variasi Suhu
Pembakaran
Larutan Na2SO4 0,5N dituangkan ke dalam
3 buah tabung U masing-masing sebanyak 16 mL. Kemudian, pada masing-masing tabung dimasukkan pasangan elektroda CuO/C dengan variasi suhu pembakaran
yaitu 300, 400 dan 500oC masing-masing
selama 1 jam. Selanjutnya, dapat dilakukan pengukuran kuat arus dan tegangan di
dalam cahaya ruangan dengan
menggunakan alat multimeter dengan rentang waktu dari pukul 09.00 WIB sampai