Inovasi Baterai Mobil Listrik Berbasis Grafena dari Biomassa: Menuju Kendaraan Ramah Lingkungan yang Lebih Efisien dan Berdaya Tahan Lebih Lama

Pemerintah Indonesia telah memperlihatkan komitmen untuk mempercepat penggunaan mobil listrik di negara ini sebagai bagian dari upaya untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan menjaga lingkungan hidup. Salah satu cara untuk mencapai hal ini adalah dengan mempromosikan penggunaan baterai sebagai sumber daya utama untuk kendaraan listrik. 

Indonesia sebagai negara dengan populasi terbesar keempat di dunia, memiliki potensi yang besar untuk mempercepat penggunaan baterai dan mobil listrik di negara ini sebagai bagian dari upaya untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mengurangi dampak negatif pada lingkungan. 

Pemerintah juga berencana untuk membangun infrastruktur pengisian baterai listrik di seluruh Indonesia untuk memfasilitasi penggunaan kendaraan listrik. Upaya ini diharapkan dapat meningkatkan jumlah kendaraan listrik di Indonesia dan mendorong penggunaan baterai sebagai sumber daya utama untuk kendaraan listrik.

Di sisi lain, dilansir dari United States Department of Agriculture (USDA), Indonesia merupakan produsen minyak kelapa sawit terbesar di dunia dengan total produksi mencapai 45.500.000 MT per tahun. Tingginya angka produksi tersebut diiringi pula dengan melimpahnya limbah yang dihasilkan. 

Biomassa yang berasal dari limbah kelapa sawit telah diketahui memiliki potensi untuk diubah menjadi bahan baku dalam produksi material grafena, salah satunya yaitu pelepah kelapa sawit. Pelepah kelapa sawit mengandung selulosa 31,7%; hemiselulosa 33,9%; dan lignin 17,4% sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku karbon. Grafena adalah material tipis yang terbuat dari karbon yang memiliki sifat elektronik dan mekanik yang unggul. 

Salah satu aplikasi grafena adalah sebagai material katoda dalam pembuatan baterai yang dapat menghasilkan energi yang lebih tinggi dan lebih efisien dibandingkan dengan baterai konvensional. Dalam artikel ini, kita akan membahas proses produksi grafena dari biomassa kelapa sawit serta keunggulannya sebagai bahan dalam pembuatan baterai.

Proses Produksi Grafena dari Biomassa Kelapa Sawit

Dikutip dari penelitian yang dilakukan oleh Thebora, dkk (2019), terdapat 4 tahapan dalam memproduksi grafena dari biomassa kelapa sawit.

• Persiapan Biomassa, limbah biomassa kelapa sawit harus dibersihkan dan dipotong kecil-kecil memanjang lalu dikeringkan di bawah sinar matahari untuk mengurangi kadar airnya.
• Karbonisasi, biomassa kelapa sawit yang telah dipisahkan dipanaskan pada suhu tinggi tanpa adanya oksigen untuk mengubahnya menjadi bahan karbon. Proses karbonisasi ini menghasilkan bahan karbon yang memiliki sifat-sifat yang mirip dengan karbon aktif.
• Sintesis Grafit Oksida, grafit oksida (GO) disintesis menggunakan metode Hummers dengan dengan melakukan proses oksidasi bubuk pada arang pelepah sawit.
• Reduksi Grafit Oksida menjadi Grafena, GO diultrasonikasi dengan pancaran gelombang ultrasonik dan ditambahkan reduktor lalu dilakukan pencucian dan pemanasan.
• Karakterisasi Grafena, grafena diuji menggunakan instrument XRD, FTIR, dan SEM untuk mengetahui kualitasnya.

Keunggulan Grafena Kelapa Sawit Sebagai Baterai

• Konduktivitas Listrik yang Tinggi, grafena memiliki konduktivitas listrik yang sangat tinggi, sehingga dapat meningkatkan efisiensi baterai.
• Ramah Lingkungan, bahan baku grafena kelapa sawit berasal dari limbah kelapa sawit yang biasanya dibuang. Oleh karena itu, penggunaan grafena kelapa sawit sebagai baterai juga dapat membantu mengurangi limbah dan dampak negatif pada lingkungan.
• Biodegradable, grafena kelapa sawit adalah material yang dapat diurai oleh alam secara alami. Dengan begitu, baterai yang terbuat dari grafena kelapa sawit tidak akan menimbulkan dampak negatif pada lingkungan dan dapat menjadi solusi untuk mengurangi limbah baterai yang sulit diuraikan.
• Biaya Produksi Rendah, sumber daya kelapa sawit melimpah di Indonesia sehingga produksi grafena kelapa sawit dapat dilakukan dengan biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan grafena lainnya yang dihasilkan dari bahan baku yang sulit didapatkan.