Mahasiswa UGM Kembangkan Anoda Baterai Ion-Natrium dari Jerami Padi dan Limbah Grafit

Yogyakarta, JurnalPost.com — Lima mahasiswa Universitas Gadjah Mada (UGM) mengembangkan inovasi material anoda baterai ion-natrium dengan memanfaatkan jerami padi dan limbah grafit. Inovasi tersebut menjadi upaya menghadirkan alternatif material penyimpanan energi sekaligus meningkatkan nilai guna limbah yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal.

Kelima mahasiswa itu tergabung dalam Tim Program Kreativitas Mahasiswa Riset Eksakta (PKM-RE) Carbonova. Tim terdiri atas Gilang Romadhon dari Elektronika dan Instrumentasi 2024 sebagai ketua, Zuhrul Anam dari Teknik Fisika 2024, Ethan Armana G. dari Matematika 2024, Asty Goviana dari Kimia 2024, serta Dinaesy Fadillah H. dari Antropologi 2024.

Penelitian yang mereka kembangkan berjudul “Rekayasa Struktur Nitrogen Doped Hard Carbon Berbasis Jerami Padi dengan Spacer Limbah Grafit untuk Peningkatan Performa Anoda Baterai Ion Natrium.”

Gagasan penelitian tersebut berangkat dari melimpahnya limbah jerami padi di Indonesia serta keberadaan limbah grafit yang dinilai masih memiliki peluang untuk dimanfaatkan kembali. Kedua material itu kemudian dikembangkan sebagai bagian dari penelitian material penyimpan energi.

Melalui Program Kreativitas Mahasiswa, Tim Carbonova berupaya melanjutkan sekaligus mengembangkan berbagai penelitian sebelumnya mengenai potensi hard carbon sebagai material anoda untuk baterai ion-natrium.

Mencari Alternatif Material Baterai

Penelitian Carbonova tidak hanya berangkat dari persoalan pengelolaan limbah. Tim juga melihat semakin besarnya kebutuhan terhadap teknologi penyimpanan energi seiring berkembangnya penggunaan perangkat elektronik, kendaraan listrik, serta sistem penyimpanan energi.

Saat ini, baterai lithium-ion masih menjadi salah satu teknologi penyimpanan energi yang banyak digunakan. Namun, perkembangan kebutuhan energi mendorong penelitian terhadap teknologi baterai alternatif, termasuk baterai ion-natrium.

Natrium memiliki peluang untuk dikembangkan karena sumber dayanya relatif melimpah. Meski demikian, pengembangan baterai ion-natrium juga membutuhkan material anoda yang memiliki karakteristik sesuai agar mampu memberikan performa penyimpanan energi yang baik.

Ketua Tim Carbonova, Gilang Romadhon, mengatakan penelitian tersebut berangkat dari pandangan bahwa limbah masih dapat memiliki nilai apabila dikelola dan dikembangkan melalui pendekatan ilmiah.

“Carbonova berangkat dari isu sederhana, bahwa sesuatu yang dianggap limbah sebenarnya masih memiliki potensi untuk menjadi solusi. Melalui penelitian ini, kami mencoba mengubah limbah menjadi material yang bernilai bagi masa depan energi,” ujar Gilang, Kamis (3/9).

Ia menjelaskan Carbonova mencoba menghadirkan material alternatif bagi perkembangan teknologi baterai dengan memanfaatkan sumber daya yang selama ini belum digunakan secara optimal.

“Carbonova berupaya menciptakan alternatif atas keterbatasan teknologi baterai saat ini dengan menghadirkan material anoda baterai ion-natrium yang tidak hanya inovatif, tetapi juga memanfaatkan sumber daya yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal,” lanjutnya.

Jerami Padi Diolah Menjadi Material Karbon

Dalam penelitian tersebut, jerami padi dimanfaatkan sebagai bahan dasar untuk menghasilkan material karbon. Sementara itu, limbah grafit digunakan untuk membantu proses rekayasa struktur material yang dikembangkan.

Tim Carbonova kemudian melakukan serangkaian proses penelitian untuk menghasilkan kandidat material anoda baterai ion-natrium.

Material tersebut selanjutnya melalui sejumlah pengujian untuk mengetahui karakteristik fisik maupun respons elektrokimianya. Tahapan ini diperlukan untuk melihat kemampuan material dalam mendukung proses penyimpanan dan pelepasan muatan pada sistem baterai.

Hasil pengujian awal menunjukkan material yang dikembangkan mampu memberikan respons elektrokimia serta menghasilkan kapasitas penyimpanan muatan.

Temuan tersebut masih menjadi hasil pendahuluan atau preliminary result. Tim Carbonova akan terus melakukan optimasi terhadap struktur material dan sistem baterai yang dikembangkan agar dapat memperoleh performa yang lebih baik.

Memberikan Kehidupan Kedua bagi Limbah

Bagi Tim Carbonova, penelitian tersebut tidak semata-mata bertujuan menghasilkan material baterai dari limbah. Riset ini sekaligus menjadi upaya menunjukkan bahwa limbah pertanian maupun limbah dari aktivitas teknologi masih memiliki peluang untuk dimanfaatkan kembali.

Jerami padi yang selama ini banyak menjadi sisa kegiatan pertanian diproses menjadi material karbon. Sementara grafit dari limbah dimanfaatkan kembali sebagai bagian dari rekayasa material.

Pemanfaatan dua jenis limbah tersebut diharapkan dapat membuka pendekatan baru dalam pengembangan material baterai yang lebih dekat dengan ketersediaan sumber daya di Indonesia.

Tim Carbonova berharap penelitian yang mereka lakukan dapat menjadi salah satu langkah dalam mendorong pemanfaatan limbah secara lebih produktif sekaligus memperluas penelitian mengenai teknologi baterai ion-natrium.

Ke depan, pengembangan lebih lanjut masih diperlukan untuk meningkatkan performa material, kestabilan elektrokimia, serta melihat potensinya apabila diterapkan pada sistem baterai dengan skala yang lebih besar.

Melalui inovasi tersebut, Tim Carbonova ingin menunjukkan bahwa pengembangan teknologi energi tidak selalu harus berangkat dari material baru. Limbah yang selama ini dianggap tidak bernilai pun dapat menjadi sumber material bagi teknologi penyimpanan energi masa depan apabila dikembangkan melalui riset yang tepat.