BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.10 Penelitian Terdahulu
Berikut penelitian terdahulu sebagai acuan atau referensi yang memiliki keterkaitan dengan penelitian dalam pembuatan elektrolit dengan menggunakan limbah bubuk kopi yang akan dilakukan.
Tabel 2. 4 Penelitian Terdahulu No Nama dan Tahun
Publikasi
Hasil
1 Gao dkk., 2018 Metode: Penelitian ini melakukan pemanasan carbon pyrolytic dari bubuk kopi bekas untuk digunakan sebagai bahan anoda pada baterai sodium ion.
Hasil: Didapatkan kapasitas reversibel sebesar 154,2 mAhg-1 dan rapat arus sebesar 200 mAhg-1.
No Nama dan Tahun Publikasi
Hasil
2 Gómez-Urbano
dkk., 2020
Metode: Penelitian ini menggunakan bubuk kopi sebagai bahan komposit digabungkan dengan graphene oxide sebagai elektroda untuk kapasitor lithium ion.
Hasil: penggabungan graphene oxide ke dalam karbon hasil dari bubuk kopi menjadikan peningkatan sebesar 40-70%
tergantung arus yang ditetapkan
3 Krikstolaityte
dkk., 2018
Metode: Penelitian ini menggunakan bubuk kopi yang digunakan sebagai material elektroda untuk baterai vanadium redox flow.
Hasil: Penggunaan bubuk kopi berhasil dikonversi melalui proses pirolisis uap menjadi biochar dan karbon aktif, dan ketika proses elektrokimia telah terjadi menghasilkan efisiensi energi dan tegangan yang tinggi.
4 Biegun dkk, 2020 Metode: Pembuatan super kapasitor dengan memanfaatkan karbon aktif dari limbah bubuk kopi dengan pencampuran menggunakan KOH pada temperatur 800℃
Hasil: Luas permukaan area spesifik bernilai 2906±19 m2g-1. menunjukkan efisiensi elektrokimia yang tinggi dalam kombinasi dengan cairan ionik PYR13- TFSI sebagai elektrolit. Dengan nilai kapasitansi spesifik sebesar 178±12 Fg-1 pada 50 12 Ag-1
21 No Nama dan Tahun
Publikasi
Hasil
5 Tsai dkk., 2019 Metode: Penelitian ini menggunakan limbah bubuk kopi yang digunakan sebagai bahan anoda baterai Li/Na-ion Hasil: Pelepasan penyimpanan Li-ion adalah sebesar 210 mAhg-1 setelah 100 mAhg-1. Didapatkan kesimpulan limbah bubuk kopi dapat menjadi perangkat penyimpanan energi
Halaman sengaja dikosongkan
23
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian menjelaskan tentang sistematika penelitian dan mencakup seluruh kegiatan yang akan dilakukan dalam pelaksanaan tugas akhir.
Metode penelitian yang dilakukan dalam pelaksanaan tugas akhir ini meliputi waktu dan tempat penelitian, peralatan dan bahan penelitian, prosedur penelitian, diagram alir penelitian, variabel penelitian, dan rencana penelitian.
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Institut Teknologi Kalimantan pada periode bulan September 2021 sampai dengan Januari 2022.
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian
Penelitian ini menggunakan beberapa peralatan dan bahan yang digunakan untuk penunjang proses pengerjaan dalam penelitian. Adapun peralatan dan bahan yang digunakan di antaranya sebagai berikut:
1. Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan pada pengerjaan penelitian ini adalah sebagai berikut:
Mesin XRD (D8 advance eco) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1, memiliki spesifikasi di antaranya 1kW X-ray source power high intensity Ka 1,2 parallel beam, dynamic beam optimization dengan sudut 2 theta jangkauan < 1 to
> 150, LYNXEYE XE-T dengan energi resolusi < 380 eV to 8 KeV, detection mode 0D,1D,2D dan panjang gelombang Cu. Sample chargers, untuk flipstick 9 sampel dan autochanger 90 sampel. Memiliki dua goniometer lingkaran dengan motor stepper independent dan encoder optic. Jangkauan temperatur dari 85 K sampai 1800 K, tekanan dari 10-4 mbar sampai 1 bar, kelembaban dari 5% sampai 95% RH.
Gambar 3. 1 Mesin X-Ray Diffraction (XRD)
Mesin FTIR (Bruker Alpha II) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2 memiliki spesifikasi di antaranya panjang gelombang 350 sampai 8000 cm-1 dengan standar KBr beamsplitter 500 sampai 6000 cm-1 opsional high humidity ZnSe optik.
Perbandingan sinyal >55.000:1. Resolusi lebih baik 2 cm-1, optional lebih baik menggunakan 0,75 cm-1. Sistem optik yang digunakan yaitu KBr windows dan beam splitter, optional high humidity optik dengan ZnSe beamsplitter serta ZnSe windows.
Gambar 3. 2 Mesin Fourier Transform Inftrared (FTIR)
25 Mesin SEM (thermo scientific phenom prox) yang ditunjukkan pada Gambar 3.3, memiliki spesifikasi di antaranya light optical magnification 27-160x, electron optical magnification range 160-350,000x, resolusi kurang dari sama dengan 6 nm SED dan kurang dari sama dengan 8 nm BSD, digital zoom maksimal 12x, light optical navigation camera dengan warna, voltage acceleration untuk set awal yaitu 5 kV, 10 kV dan 15 kV, serta dapat disesuaikan dengan jarak antara 4,8 kV dan 20,5 kV penggambaran dan mode analisis. mode vakum di antaranya high vacuum mode and charge reduction mode via optional low vacuum sample holder. Detector terdiri dari backscattered electron detector, energy dispersive X-ray detector, secondary electron detector. Sample size dengan up to 25 mm diameter (optional 32 mm). sample hight dengan 35 mm.
Gambar 3. 3Mesin Scanning Electron Microscope (SEM)
Muffle furnace thermo scientific yang ditunjukkan pada Gambar 3.4, dengan spesifikasi temperatur yang dapat diatur dari 100℃ sampai 1100℃, frekuensi pada alat ini dengan jangkauan 50 hingga 60 Hz. Kapasitas yang dapat ditampung dari 0,07-2,1 L, konsumsi daya dengan 1520 W.
Gambar 3. 4 Muffle Furnace
Akrilik yang ditunjukkan pada Gambar 3.5, sebagai wadah dari campuran limbah bubuk kopi dengan NaOH, serta untuk membuat rangkaian sel volta.
Gambar 3. 5 Akrilik (100 mm, 50 mm, 50 mm)
27 Timbangan digital seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6, digunakan untuk mengetahui massa dari limbah bubuk kopi.
Gambar 3. 6 Timbangan Digital
Sieve atau ayakan yang ditunjukkan pada Gambar 3.7, digunakan untuk menyetarakan ukuran butiran limbah bubuk kopi setelah pengeringan.
Gambar 3. 7 Sieve 40 Micron
Kabel, penjepit buaya, dan LED yang ditunjukkan pada Gambar 3.8, digunakan untuk membuat rangkaian pada setiap sampel, dan juga digunakan untuk media pebgukuran ketahanan dari bio baterai.
Gambar 3. 8 Kabel, Penjepit Buaya, dan LED
Gelas beaker dan tabung ukur yang ditunjukkan pada Gambar 3.9, digunakan untuk melakukan pencampuran larutan NaOH dan akuades.
Gambar 3. 9 Gelas Beaker dan Tabung Ukur
29 Spatula kaca yang ditunjukkan pada Gambar 3.10, digunakan untuk meratakan pencampuran limbah bubuk kopi dengan larutan NaOH agar pencampurannya merata.
Gambar 3. 10 Spatula kaca
Crucible yang digunakan untuk wadah limbah ampas kopi pada saat pengeringan akan dilakukan.
Gambar 3. 11 Crucible 200 ml
Multimeter yang dirunjukkan pada Gambar 3.12, digunakan untuk mengukur tegangan dan arus pada bio baterai.
Gambar 3. 12 Multimeter 2. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada pengerjaan penelitian ini adalah sebagai berikut:
Limbah bubuk kopi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.13, digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan elektrolit bio baterai.
Gambar 3. 13 Limbah bubuk kopi dengan jenis robusta
31 Larutan natrium hidroksida (NaOH) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.14, digunakan untuk aktivasi karbon yang didapat dari limbah bubuk kopi.
Gambar 3. 14 Natrium hidroksida (NaOH)
Akuades seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.15, digunakan untuk melarutkan NaOH dengan menggunakan persentase 30%, 50%, dan 70% untuk kapasitas akuades.
Gambar 3. 15 Akuades
Pelat tembaga (Cu) dan pelat seng (Zn) yang ditujukkan pada Gambar 3.16, digunakan sebagai elektroda pada rangkaian sel volta yang berdimensi 100 mm x 30 mm x 2 mm.
Gambar 3. 16 Pelat tembaga (Cu) dan Pelat Seng (Zn)
3.3 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut di antaranya:
3.3.1 Studi Literatur
Studi literatur menjadi langkah awal dalam penelitian yang di mana dilakukan pencarian literatur atau referensi berupa publikasi ilmiah atau jurnal yang sesuai dengan penelitian dan dapat dijadikan dasar atau acuan dalam penelitian ini.
3.3.2 Sintesis Bio Baterai
Tahap ini melakukan persiapan dan pembuatan sampel yang akan digunakan pada penelitian ini. Langkah awal adalah mengumpulkan bubuk kopi yang didapatkan dari coffee shop pada wadah yang telah disiapkan. Bubuk kopi yang telah dikumpulkan, selanjutnya bubuk kopi dicuci. Metode pencucian dengan
Cu Zn
33 cara diaduk lalu disaring menggunakan saringan. Setelah itu membilas kopi secara manual untuk menghilangkan kandungan kopi. Proses ini diulang sebanyak tiga kali pengulangan hingga air bekas cucian tampak lebih jernih. Setelah pencucian, bubuk kopi untuk dimasukan ke dalam crucible untuk proses sintering menggunakan furnace dengan variasi temperatur 250 ֯C, 350 ֯C, 450 ֯C dilakukan selama 1 jam dengan bantuan timer (Ayucitra dkk, 2017).
Setelah proses sintering, langkah selanjutnya proses pengayakan untuk mendapatkan ukuran butiran homogen dari bubuk kopi. Proses pengayakan mula- mula dengan menghancurkan bubuk kopi yang menyatu pada saat proses sintering.
Siapkan sieve dengan ukuran mesh 40 micron. Meshing bertujuan untuk mendapatkan keseragaman ukuran butiran dari bubuk kopi yang telah melewati proses sintering sebelumnya. Penelitian ini disarankan untuk menggunakan ukuran mesh yang tinggi untuk mengetahui penyerapan oleh bubuk kopi dapat maksimal ketika dicampurkan larutan, akan tetapi dipilih sieve dengan ukuran mesh 40 micron untuk menanggulangi adanya bubuk kopi yang tidak terpakai. Maka dari itu, menggunakan ukuran hasil dari mesh 40 micron yang digunakan untuk mendapatkan keseragaman butiran dan mengurangi bubuk kopi yang tidak terpakai.
Setelah bubuk kopi homogen, langkah berikutnya pembuatan larutan NaOH. Larutan NaOH terbuat dari pencampuran NaOH dan akuades dengan kapasitas 100 ml. Tahap ini membutuhkan alat penunjang di antaranya sarung tangan, masker, pipet, gelas beaker, gelas ukur, dan spatula kaca dengan fungsi masing-masing. NaOH diambil dengan menggunakan pipet sesuai ukuran, kemudian dipindahkan ke dalam gelas beaker. Disiapkan Akuades ke dalam gelas beaker sesuai kebutuhan, lalu campurkan pada gelas beaker agar tercampur dengan NaOH sesuai dengan variasi yang telah ditentukan. Variasi larutan NaOH yang dibuat dengan campuran dari NaOH dengan akuades memiliki komposisi 30%
NaOH dengan 70% akuades, 50% NaOH dengan 50% akuades, 70% NaOH dengan 30% akuades. Dilakukan penimbangan wadah bio-baterai sebelum larutan menyatu. Langkah berikutnya pencampuran dengan bantuan spatula kaca agar larutan tercampur secara merata dengan perbandingan limbah bubuk kopi 160 gram
dan larutan NaOH 100 ml. Dilakukan pengukuran massa dengan bantuan timbangan digital.
Proses selanjutnya mecampurkan limbah bubuk kopi dengan larutan NaOH pada akrilik yang berdimensi 100 mmx 50mm x 50 mm, langkah selanjutnya mempersiapkan potongan pelat seng dan pelat tembaga berdimensi 100 mm x 30 mm x 2 mm. Diukur massa pelat yang telah siap dengan timbangan digital.
Dimasukan pelat seng dan pelat tembaga ke dalam campuran bubuk kopi dan larutan NaOH dengan jarak 30 mm, untuk menunjang pengambilan data kelistrikan menggunakan rangkaian dari lampu LED dengan rangkaian yang terdiri dari kabel, jepit buaya, lampu LED
Pemasangan rangkaian lampu LED dengan kutub positif (katoda) pada tembaga (Cu) dan kutub negatif (anoda) pada seng (Zn) (Zhu dkk., 2019).
Selanjutnya, dihubungkan secara seri dengan penggolongan sesuai dengan konsentrasi NaOH yang telah dicampurkan. Bio-baterai didiamkan selama 24 jam agar bubuk kopi dan larutan tercampur merata sebelum dilakukan pengukuran tegangan dan arus listrik dengan menggunakan multimeter.
Gambar 3. 17 Langkah Pembuatan
35 3.3.3 Pengujian Bio-Baterai
Pada tahap ini pengukuran tegangan, arus, dan ketahanan daya baterai telah disebutkan pada 2.3. Data bubuk kopi berupa mikro struktur atau morfologi diobservasi menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Karakterisasi struktur bubuk kopi menggunakan X-Ray Diffraction, dan mengidentifikasi senyawa pada elektrolit menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR).
Pengukuran tegangan listrik dan arus listrik dilakukan dengan jangka waktu selama 3 bulan, hasil pengukuran aktual akan digabungkan untuk mengetahui kondisi optimal dari bio-baterai. Pengukuran tegangan listrik dan arus listrik menggunakan alat ukur multimeter, dengan penentuan waktu pengukuran dilakukan pada waktu yang sama dengan hari yang berbeda.
3.3.4 Analisis dan Pembahasan
Tahap ini melakukan analisis dan pembahasan dari hasil pengukuran tegangan, arus, dan ketahanan daya baterai, selain itu analisis dan pembahasan juga dilakukan pada data bubuk kopi berupa mikro struktur atau morfologi diobservasi menggunakan scanning electron microscope (SEM). Karakterisasi struktur bubuk kopi menggunakan x-ray diffraction, dan mengidentifikasi senyawa pada elektrolit menggunakan fourier transform infrared (FTIR). Pengukuran tegangan, arus yang akan menghasilkan daya dilakukan analisis dengan mengaitkan dengan lama ketahanan daya dari bio baterai, dan melakukan perbandingan dari setiap variasi bio-baterai untuk menemukan hasil yang paling optimal.
3.4 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian dengan beberapa langkah yaitu studi literatur, pengumpulan alat dan bahan, pembuatan bio baterai sesuai dengan langkah-langkah yang dijelaskan pada 3.3.3, dengan proses sintering menggunakan variasi temperatur 250 ֯C, 350 ֯C,450 ֯C. Masing-masing temperatur selama 60 menit, menggunakan meshing ukuran 40 micron untuk hasil yang digunakan, lalu ditetapkan bubuk kopi dengan bercampur dengan NaOH yang ditambahkan 30%,50%, dan 70% akuades pada 100 ml larutan , pengambilan data kelistrikan
pada elektrolit, setelah pengambilan data dilakukan analisis dan pembahasan.
Setelah rangkaian penelitian telah berjalan pembuatan kesimpulan dalam penelitian ini. Diagram alir ditunjukkan pada Gambar 3.18.
Gambar 3. 18 Diagram Alir Penelitian
37 3.5 Variabel Penelitian
Dalam Penelitian variabel-variabel dapat mempengaruhi penelitian ataupun dapat menjadi acuan terhadap hasil akhir. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah variabel kontrol, variabel bebas, dan variabel terikat.
3.5.1 Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah variabel bernilai tetap, sehingga pengaruh variabel kontrol terhadap variabel terikat tidak dipengaruhi oleh faktor luar yang tidak diteliti. Adapun variabel kontrol pada penelitian ini terdapat pada Tabel 3.1.
Tabel 3. 1 Variabel Kontrol
Variabel Variasi Nilai
Katoda (Tembaga) Konstanta
Anoda (Seng) Konstanta
3.5.2 Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang tidak dapat mempengaruhi variabel, namun mempengaruhi variabel terikat. Variabel bebas dalam penelitian ini terdapat pada Tabel 3.2.
Tabel 3. 2 Variabel Bebas
Variabel Variasi Nilai
Spent Coffee + Konsentrasi Natrium
Hidroksida 30%, 50%,70%
Temperatur Sintering 250 ֯C,350 ֯C,450 ֯C
Waktu Sintering 60 Menit
3.5.3 Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel yang nilainya akan berubah terhadap faktor tertentu. Variabel terikat dalam penelitian ini terdapat pada Tabel 3.3.
Tabel 3. 3 Variabel Terikat
Variabel Variasi Nilai
Tegangan Volt
Arus Listrik Ampere
Ketahanan Daya Baterai Jam
39
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab 4 memaparkan hasil penelitian yang dilakukan dengan menggunakan analisis berdasarkan metodologi penelitian yang telah diuraikan pada Bab 3. Pada bab ini akan menjelaskan hasil dan pembahasan yang didapatkan setelah penelitian dilakukan. Pembahasan pada bab ini berupa hasil uji sifat kelistrikan hasil uji SEM, hasil uji XRD, dan hasil uji FTIR.
4.1 Hasil dan Analisis Sifat Kelistrikan Pada Bio Baterai
Hasil pengukuran tegangan yang telah dilakukan pada sampel bio baterai dengan variasi campuran natrium hidroksida (NaOH) dengan pelarutan NaOH yang ditambahkan akuades 30%, 50% dan 70% pada 100 ml larutan, dicampurkan dengan pengeringan limbah bubuk kopi 250℃, 350℃, dan 450℃. Terlihat pada Gambar 4.1 menunjukkan tegangan tinggi terletak pada sampel pengeringan 450℃
dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambahkan akuades 50% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai tegangan rata-rata 0.84314 V. Pengeringan 250℃ dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai tegangan rata-rata rendah sebesar 0.23462 V. Fenomena yang terjadi pada hasil tegangan rata-rata yang ditunjukkan pada Gambar 4.1, larutan NaOH yang ditambahkan akuades 30% memiliki pola menurun, larutan NaOH yang ditambahkan akuades 50% memiliki pola fluktuatif, larutan NaOH yang ditambahkan akuades 70% memiliki pola meningkat.
Gambar 4. 1 Grafik Tegangan Rata-rata Pada Bio Baterai
Terlihat pada Gambar 4.2 menunjukkan tegangan yang didapatkan dari pengukuran pada beban yang diaplikasikan pada sampel bio baterai yang telah tersusun dengan menggunakan rangkaian seri dan menggunakan beban berupa lampu LED, variasi yang memiliki nilai tegangan tinggi terletak pada rangkaian sampel pengeringan limbah bubuk kopi 250℃, 350℃, dan 450℃ dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 50% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai tegangan rata-rata 2.4451 V. Variasi yang memiliki nilai tegangan rendah terletak pada rangkaian sampel pengeringan limbah bubuk kopi 250℃, 350℃, dan 450℃ dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai tegangan rata-rata 0.84231 V.
41 Gambar 4. 2 Grafik Tegangan Rata-rata Pada Rangkaian LED
Hasil pengukuran arus yang telah dilakukan pada sampel bio baterai dengan variasi campuran NaOH dengan pelarutan akuades 30%, 50% dan 70% pada 100 ml kapasitas larutan yang digabungkan dengan pengeringan limbah bubuk kopi dengan nilai 250℃, 350℃, dan 450℃. Terlihat pada Gambar 4.3 menunjukkan arus rata-rata yang dihasilkan dari sampel uji, variasi yang memiliki nilai arus tinggi terletak pada sampel pengeringan limbah bubuk kopi 450℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 50% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai arus 7 mA. Arus rendah terletak pada sampel pengeringan limbah bubuk kopi 250℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai arus sebesar 0.85096 mA.
Gambar 4. 3 Grafik Arus Rata-rata Pada Bio Baterai
Terlihat pada Gambar 4.4 menunjukkan arus yang didapatkan dari pengukuran pada beban yang diaplikasikan pada sampel bio baterai yang telah tersusun dengan menggunakan rangkaian seri berupa lampu LED, variasi yang memiliki nilai tegangan tertinggi terletak pada rangkaian sampel limbah bubuk kopi pengeringan 250℃, 350℃, dan 450℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH bernilai 50% pelarutan dan mendapatkan nilai arus 6.9902 mA. Variasi yang memiliki nilai arus terendah terletak pada rangkaian sampel limbah bubuk kopi pengeringan 250℃, 350℃, dan 450℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH pelarutan 70% dan mendapatkan nilai arus rata-rata 1.30769 mA. Rangkaian seri digunakan untuk meningkatkan kapasitas yang dihasilkan bio baterai. Fenomena yang terjadi pada hasil tegangan rata-rata yang ditunjukkan pada Gambar 4.3, larutan NaOH yang ditambahkan akuades 30% memiliki pola menurun, larutan NaOH yang ditambahkan akuades 50% memiliki pola fluktuatif, larutan NaOH yang ditambahkan akuades 70% memiliki pola fluktuatif.
43 Gambar 4. 4 Grafik Arus Rata-rata Bio Baterai Pada Rangkaian LED
Hasil pengukuran yang didapatkan berupa nilai tegangan dan nilai arus listrik dari elektrolit berbahan limbah bubuk kopi yang dicampur dengan larutan NaOH bersifat tidak stabil dikarenakan adanya solid electrolyte interphase (SEI) yang terjadi pada elektroda tembaga (Cu) dan seng (Zn) akibat dekomposisi elektrolit. Lapisan SEI mengurangi performa dari bio-baterai dengan cara menghambat jalannya elektron dan tidak menembus elektroda (Pinson and Bazant, 2013). Hasil yang didapatkan menunjukkan pada proses oksidasi memunculkan lapisan tipis yang menempel pada elektroda. Lapisan tersebut semakin lama menebal sehingga energi yang dihasilkan semakin kecil. Penelitian ini dilakukan pergantian elektroda dikarenakan elektroda yang digunakan habis, fenomena ini sebagai penyebab ketidakstabilan tegangan dan arus listrik yang dihasilkan pada pengukuran (Atina, 2015).
Gambar 4. 5 Solid Electrolyte Interphase Pada Elektroda
Performa yang dihasilkan dari setiap sampel uji tidak memiliki perbedaan signifikan. Terlihat pada Gambar 4.6 grafik performa yang dihasilkan sampel uji, pengujian dilakukan dengan melakukan penggabungan sampel menggunakan metode rangkaian kelistrikan dan memanfaatkan beban lampu LED untuk mengetahui ketahanan dari rangkaian sampel uji. Performa pada campuran limbah bubuk kopi dengan NaOH yang dilakukan pelarutan 30% memiliki performa sebesar 1272 jam, performa pada campuran limbah bubuk kopi dengan NaOH yang ditambah akuades 50% memiliki performa sebesar 1248 jam, sedangkan performa pada campuran limbah bubuk kopi dengan NaOH yang ditambah akuades 70%
memiliki performa sebesar 1272 jam.
45 Gambar 4. 6 Grafik Performa Bio Baterai
Performa bio baterai yang dapat pada Gambar 4.6, diketahui dari ketiga variasi pengeringan, temperatur 450℃ memiliki ketahanan yang baik. Sampel pada pelarutan 70% pada 100 ml kapasitas larutan memiliki ketahanan dalam menyalakan beban lampu LED selama 1272 jam. Penelitian ini akan ditinjau lebih dalam pengujian karakterisasi untuk sampel limbah bubuk kopi pengeringan 450℃
dengan pelarutan NaOH yang ditambah akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan.
Hasil pengukuran arus dan performa yang telah dilakukan pada sampel bio baterai dengan variasi campuran NaOH yang ditambah akuades 30%, 50% dan 70%
pada 100 ml kapasitas larutan yang digabungkan dengan pengeringan limbah bubuk kopi 250℃, 350℃, dan 450℃ yang diolah dengan menggunakan perhitungan yang telah di tuliskan pada 2.1 untuk mendapatkan nilai kapasitas dari sampel bio baterai.
Terlihat pada Gambar 4.7 menunjukkan kapasitas tertinggi terdapat pada variasi sampel bio baterai, variasi yang memiliki nilai kapasitas tertinggi yaitu terletak pada sampel limbah bubuk kopi yang telah dikeringkan pada pengeringan 450℃
dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 50% pada 100 ml
kapasitas larutan mendapatkan nilai kapasitas 8736 mAh. Pengeringan limbah bubuk kopi 250℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai kapasitas terendah sebesar 1081.2 mAh.
Gambar 4. 7 Grafik Kapasitas Pada Bio Baterai
Terlihat pada Gambar 4.8 menunjukkan kapasitas yang didapatkan dari pengukuran arus dan performa pada beban yang diaplikasikan pada sampel bio baterai yang telah tersusun dengan menggunakan rangkaian seri dan beban yang digunakan berupa lampu LED, variasi yang memiliki nilai tegangan tertinggi yaitu terletak pada rangkaian sampel limbah bubuk kopi pengeringan 250℃, 350℃, dan 450℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 50% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai kapasitas 8723.52 mAh. Variasi yang memiliki nilai arus terendah yaitu terletak pada rangkaian sampel pengeringan 250℃, 350℃, dan 450℃ yang dicampurkan dengan larutan NaOH yang ditambah akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan mendapatkan nilai kapasitas 1662.504 mAh.
47 Gambar 4. 8 Grafik Kapasitas Bio Baterai Pada Rangkaian LED
4.2 Hasil dan Analisis Pengujian Scanning Electron Microscope (SEM)
Hasil pengujian menggunakan scanning electron microscope (SEM) thermo scientific™ phenom prox. Pengujian pada sampel uji dilakukan pada sampel yang memiliki daya tahan lebih lama dengan menggunakan variasi sampel pada pencampuran bubuk kopi dengan larutan NaOH pelarutan 70%. Pengujian dilakukan dengan melakukan SEM pada sampel uji bubuk kopi tanpa pelarut ditunjukkan pada Gambar 4.9(a), pengeringan 250℃ dengan pencampuran larutan NaOH yang ditambahkan akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan yang ditunjukkan pada Gambar 4.9(b), pengeringan 350℃ dengan pencampuran larutan NaOH yang ditambahkan akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan yang ditunjukkan pada Gambar 4.9(c), pengeringan 450℃ dengan pencampuran larutan NaOH yang ditambahkan akuades 70% pada 100 ml kapasitas larutan yang ditunjukkan pada Gambar 4.9(d). Pengujian SEM dilakukan pada setiap variasi