Pemanfaatan Fly Ash dan Air sebagai Sumber Listrik Baterai Terbarukan

Kehidupan manusia sangat penting memiliki energi dalam kehidupan sehari – hari. Tanpa energi, aktivitas manusia akan terhambat dan akan berpengaruh terhadap hal lain yang mengakibatkan efek berantai. Energi listrik sangat dibutuhkan oleh manusia. Permintaan kebutuhan listrik seiring waktu semakin tinggi dalam perkembangan ekonomi dan gaya hidup manusia. Peningkatan kebutuhan listrik ini kenyataannya tidak dapat diimbangi dengan upaya produksi listrik yang ada.

Dalam pemaparan Anggota Komite Ekonomi dan Industri Nasional (KEIN) Hendri Saparini menyatakan bahwa penambahan kebutuhan listrik masyarakat setiap tahun sekitar 5.000 daya, sedangkan Perusahaan Listrik Negara menyiapkan tambahan kebutuhan listrik sekitar 4.000 daya. Hal ini mengakibatkan adanya kekurangan kebutuhan listrik 1.000 daya per tahun. Jika hal ini terus terjadi, Indonesia yang notabennya negara penghasil listrik dari bahan bakar fosil akan mengalami krisis energi listrik dalam beberapa tahun kedepan (Gembong, 2016).

Krisis ini dapat terjadi dikarenakan listrik yang dihasilkan di Indonesia 89,5% bergantung pada bahan bakar fosil (Rohi, 2008). Sumber energi dari bahan bakar sisa purba ini tidak diperbarui jika telah habis. Selain itu, produksi listrik akan mengakibatkan polusi udara yang tidak ramah terhadap lingkungan. Dari dampak negatif tersebut, diperlukan suatu energi listrik pilihan yang diperbaharui dan ramah lingkungan.

Sementara itu adapun permasalahan yang saat ini di Indonesia adalah permasalahan limbah. Permasalahan limbah disaat ini merupakan pernyataan terbesar yang harus ditanggulangi oleh bangsa Indonesia.

Limbah dari hasil pembakaran batubara dalam Pembangkit Listrik Tenaga Uap yaitu Fly ash. Fly ash pada industri ini hampir 90% diproduksi dan beberapa tahun ini limbah tersebut menimbulkan berbagai masalah pada lingkungan dan kesehatan karena fly ash tergolong pada limbah beracun yang mempunyai kandungan senyawa berbahaya yang mengalami pengerjaan secara alami dan merusak lingkungan sekitar.

Fly ash yang mempunyai kandungan kimia yang dapat menghantarkan arus listrik ini dapat dijadikan salah satu inovasi bahan yang dijadikan energi terbarukan untuk mengatasi permasalahan energi listrik di Indonesia. WA- BOT merupakan salah satu inovasi untuk mengatasi suatu permasalahan limbah yang dihasilkan dari pembakaran batu bara yaitu fly ash yang juga berdampak dalam penghasilan energi listrik untuk mengatasi permasalahan energi listrik di Indonesia. Sehingga pada penelitian ini menguji dengan tujuan dalam rangka membuktikan bahwa fly ash mempunyai potensi sebagai energi listrik pengganti.

Inovasi terbaru energi listrik dari bahan limbah pembakaran batubara yaitu fly ash. Sebuah material yang bersifat halus dan memiliki warna yang keabu – abuan merupakan Fly ash.

Fly ash yang mempunyai kandungan kimia berbahaya ini telah terdaftar menjadi limbah bahan berbahaya beracun yang dapat merugikan makhluk hidup. Selain dapat menyebabkan penyakit pada manusia, juga fly ash dapat mengganggu hewan dan tumbuhan. Sehingga pada penelitian ini bertujuan untuk membuktikan bahwa fly ash berpotensi untuk dijadikan energi listrik alternatif dan mengetahui cara menghasilkan energi listrik yang dihasilkan dari limbah fly ash. Prinsip kerja yang digunakan adalah Sel Galvani-Volta, hal ini berdasarkan dua elektroda yang berbeda dengan memasukkan elektrolit. Maka, hal ini menghasilkan energi listrik sebagai hasil pereaksian yang langsung (Kholida & Pujayanto, 2015).

Sebelum penelitian, dilakukan persiapan terlebih dahulu. Dimana tahap ini terdiri dari persiapan campuran fly ash dan persipan elektroda dan kabel konektor. Pada tahap persipan bahan campuran fly ash yaitu dengan mencampurkan fly ash dengan air kemudian didistribusikan ke wadah. Selanjutnya persiapan elektroda dan kabel konektor. Pengantar listrik adalah Pengaliran melalui arus listrik dari perantara yang lain. Di dalam baterai, yang terbuat dari bahan – bahan yang berbeda, salah satunya menyerahkan hasil energi yang lebih mudah dari yang lain. Dalam percobaan ini digunakan lempengan tembaga sebagai elektroda positif (katoda) dan lempengan sengsebagai kutub negatif (anoda).

Elektroda ini dipilih karena mudah diperoleh dan memiliki harga yang sangat murah. Oleh karena itu, elektroda ini cukup memiliki beda potensial yang tinggi sehingga dapat digunkaan sebagai elektroda yang baik.

Langkah pertama adalah memotong lempengan tembaga dan lempengan seng dengan ukuran 20 cm. Saat ini lempengan tembaga berwarna merah, sedangkan lempengan seng berwarna perak. Pemotongan dilakukan agar elektroda proporsional dengan wadah penampung Fly ash, sehingga akan dihasilkan listrik yang maksimal. Setelah dipotong, lempengan diamplas beberapa menit untuk menghilangkan kotoran yang menempel. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan zat pengotor yang dapat mempengaruhi hasil akhir. Setelah diamplas, lempengan tembaga berwarna merah mengkilat, sedangkan lempengan seng berwarna perak mengkilat.

Setelah elektroda siap, dilanjutkan dengan persiapan kabel konektor. Konektor ini berfungsi sebagai penghubung antara elektroda dan alat multitester, atau dapat dikatakan sebagai tempat jalannya arus listrik beberapa sumber. Kabel konektor dibuat dari kabel tunggal yang diberi penjepit buaya.

Mengapa munculnya fly ash yang dapat menghasilkan energi listrik ?

Munculnya arus listrik dari fly ash ini dapat dijelaskan menggunakan teori Sel Galvani. Pada Sel Galvani-Volta, apabila terdapat dua elektoda. Maka, dapat menghasilkan energi listrik sebagai hasil pereaksian secara langsung.

Dalam kasus ini ada dua elektroda yang digunakan yakni lempengan tembaga dan lempengan seng. Sedangkan elektrolit yang ada dalam penelitian ini didapatkan melalui Campuran Fly ash dengan Air, mengandung senyawa Silica, Alumina, Fero Oksida, Kalium Oksida, Magnesium Oksida, Titanium Oksida, Alkalin, Sulfur Trioksida, Pospor Oksida, dan Karbon.

Pada dasarnya arus listrik dapat diartikan dengan adanya aliran elektron dalam suatu media. Aliran elektron ini timbul dari proses redoks (reduksi- oksidasi) akibat adanya beda potensial. Beda potensial diakibatkan karena salah satu elektroda akan lebih mudah mengalami oksidasi dan elektroda yang lain akan lebih cenderung mengalami reduksi. Awalnya di anoda, elektroda dari lempengan seng akan mengalami oksidasi dengan melepaskan electron. Sedangkan di katoda, elektroda tembaga akan mengalami reduksi dengan menerima electron. Sehingga akan terjadi aliran electron dari anoda menuju ke katoda atau dari elektroda seng menuju ke elektroda tembaga. Adanya aliran electron ini akan memicu timbulnya aliran listrik dari arah sebaliknya atau dari katoda (elektroda Tembaga) menuju anoda (elektroda Seng). Dalam proses ini sesuai dengan teori Volta jika akan timbul suatu reaksi langsung, dimana reaksi kimia akan diubah menjadi listrik.

Bagaimanakah daya yang dihasilkan ?

Harga beda potensial listrik sebesar 0,9 volt dan arus sebesar 0,26 dari fly ash dalam 1 pasang elektroda.

Dapat disimpulkan bahwa kandungan dari fly ash antara lain Sulfur Trioksida dan Pospor Oksida yang bereaksi dengan air membentuk larutan elektrolit yang menghasilkan ion yang dapat menghantarkan listrik dengan prinsip volta dan daya pada satu rangkaian Fly ash sebesar 0,9 volt.

DAFTAR REFERENSI

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti Jilid 2 Edisi Ketiga.

Jakarta : Erlangga.

Dogra, SK. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Universitasi Indonesia (UI-Press): Jakarta.

Freedman,Young. 2012. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.

Gembong, Machfoed. 2016. KEIN: Indonesia Terancam Krisis Listrik Tahun 2018. Jakarta : Tempo.co.

Giancoli, Douglas C. 2008. Physics for Scientists and Engineers Fourth Edition.

Pearson Education International, United States of America.

Kholida, Hana & Pujayanto. Hubungan Kuat Arus Listrik dengan Keasaman Buah Jeruk dan Mangga. Surakarta : Universitas Sebelas Maret.

Rohi, Daniel. 2008. Alternatif Pembangkit Tenaga Listrik yang Ramah Lingkungan di Indonesia. Surabaya : Universitas Kristen Petra Surabaya.

Sears, Francis Weston dan Zemansky, Mark W. 1954. Fisika untuk Universitas 2 Listrik Magnet. Jakarta : Binatjipta.