Pemanfaatan Graphene Sebagai Material Teknologi Terbarukan Dalam Menunjang Pembangunan SDGs

SDGs atau Sustainable Development Goals adalah tujuan pembangunan berkelanjutan yang dicanangkan oleh PBB. Tujuan ini bertujuan untuk mengatasi masalah-masalah global seperti kemiskinan, ketimpangan, dan perubahan iklim. Indonesia sendiri telah menetapkan 17 target SDGs yang harus dicapai pada tahun 2030. 

Salah satu target SDGs adalah "Pemanfaatan energi terbarukan dan ramah lingkungan". Melihat permasalahan ini banyak dikembangkan penelitian intensif untuk menemukan dan mengoptimalkan dalam pemakaian energi alternatif. Pemanfaatan material nanoteknologi berupa Graphene belakangan ini menarik perhatian banyak negara maju karena akan menjadi energi terbarukan yang ramah lingkungan dan lebih efisien.

Graphene merupakan salah satu bahan yang dapat digunakan dalam pemanfaatan energi terbarukan dan ramah lingkungan. Graphene memiliki potensi untuk digunakan dalam berbagai bidang teknologi, termasuk baterai lithium-ion. Graphene dapat digunakan sebagai elektroda baterai lithium-ion karena memiliki konduktivitas listrik dan termal yang tinggi serta kapasitas penyimpanan energi yang lebih besar dibandingkan dengan baterai lithium-ion konvensional. 

Dalam baterai lithium-ion, graphene dapat meningkatkan kapasitas baterai dan memperpanjang masa pakai baterai. Baterai graphene dapat dibuat dengan menggunakan graphene sebagai elektroda. Graphene memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik dan kapasitas muatan yang tinggi, sehingga sangat cocok untuk digunakan sebagai elektroda baterai. 

Namun, untuk membuat baterai graphene yang efektif dan efisien, diperlukan teknologi yang lebih maju dan penelitian lebih lanjut. Saat ini, masih banyak penelitian yang dilakukan untuk mengembangkan baterai graphene yang lebih baik dan lebih efisien .

Graphene sendiri diproduksi dengan mengubah grafit menjadi graphene oksida dan kemudian mengubah graphene oksida kembali menjadi graphene. 

Grafit dipanaskan dengan bantuan molekul oksigen, memaksa atom karbon untuk bersama membuat ikatan dan membentuk karbondioksida. 

Grafit oksida yang dihasilkan kemudian dikurangi secara kimia untuk menghasilkan graphene oksida. Graphene oksida dapat diubah kembali menjadi graphene dengan reduksi termal atau reduksi kimia. Graphene oksida dapat direduksi menjadi graphene secara kimia dengan menghilangkan sejumlah besar kandungan oksigen material. Proses ini disebut reduksi kimia graphene oxide (rGO). 

Proses ini melibatkan mengubah grafit menjadi grafit oksida, diikuti oleh reduksi menjadi graphene menggunakan metode kimia, termal, atau elektrokimia. 

Berbagai strategi oksidasi yang ditunjukkan oleh Brodie (1859), Staudenmaier (1899), Hummers (1958), dan Tour (2010) telah diterapkan untuk mengoksidasi grafit dengan menambahkan asam pekat dan oksidan kuat. Pada reduksi termal adalah proses yang melibatkan pemanasan graphene oksida di udara pada 200 derajat Celcius. Proses ini akan mengurangi bahan sampai batas tertentu dengan menghilangkan sebagian besar air/kelembaban yang teradsorpsi dan beberapa gugus fungsional oksigen labil pada suhu ini. 

Cara lain untuk memproduksi graphene adalah melalui pengelupasan grafit secara mekanis. Proses ini melibatkan penggunaan pita perekat yang kuat untuk mengelupas lapisan tipis grafit, sehingga menciptakan graphene.