Abstract:
Kebutuhan penyimpan energi semakin lama semakin tinggi seiring dengan
berkembangnya teknologi. Namun, penyimpan energi yang memiliki kapasitas besar, belum
tentu memiliki power density yang besar serta cycle life yang panjang. Kapasitor ion litium
merupakan gabungan elektroda dari baterai ion litium yang memiliki energy density tinggi
dan superkapasitor yang memiliki power density tinggi dan cycle life panjang. Salah satu
bahan elektroda positif yang biasa digunakan pada kapasitor ion litium adalah karbon aktif.
Karbon aktif sering digunakan karena luas permukaannya yang besar dan memiliki pori.
Sintesis karbon aktif dapat menggunakan metode karbonisasi hidrotermal dan aktivasi
kimia, dengan bahan baku dari biomassa. Dalam penelitian ini, limbah akar wangi digunakan
sebagai bahan baku untuk pembuatan karbon aktif karena produksi minyak akar wangi yang
banyak di Indonesia, dan menghasilkan limbah yang melimpah.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh suhu karbonisasi
hidrotermal, suhu aktivasi kimia, dan penambahan asam fosfat (H3PO4) saat karbonisasi
hidrotermal terhadap karakteristik karbon aktif yang dihasilkan. Penelitian ini diawali
dengan persiapan limbah akar wangi, yang lalu di campurkan dengan asam fosfat. Setelah
itu di karbonisasi secara hidrotermal dan di aktivasi secara kimia menggunakan activating
agent asam fosfat. Penelitian ini diulang dengan cara yang sama, namun tanpa adanya
penambahan asam fosfat di awal, dengan suhu karbonisasi sebesar 200°C dan variasi suhu
aktivasi sebesar 600°C dan 800°C .Karbon aktif yang dihasilkan kemudian di analisis
menggunakan FTIR, BET, SEM-EDX dan XRD untuk mengetahui karakteristik seperti
gugus fungsi, luas permukaan, ukuran distribusi pori, morfologi, dan kristalinitas karbon
aktif yang dihasilkan.
Penambahan H3PO4 pada proses karbonisasi hidrotermal bekerja sebagai katalis dan
pretreatment asam, sehingga meningkatkan yield dan luas permukaan karbon aktif, baik
pada suhu aktivasi 600°C maupun 800°C. Penambahan H3PO4 tidak terlalu berpengaruh
secara signifikan terhadap %amorf dan %P pada karbon aktif metode karbonisasi
hidrotermal, selain itu %amorf dan %P yang diperoleh pada suhu 800°C lebih besar bila
dibandingkan dengan suhu 600°C. Sampel AP800 memiliki %amorf terbesar, yaitu 73%.
Suhu aktivasi yang paling baik ada pada suhu 600°C, dan hasil yang paling baik, yaitu
sampel AP600 memiliki yield, luas permukaan, %C dan %amorf sebesar 79,56%; 908,5
m2/g; 92,02%; dan 72,5% berturut-turut. Selain itu, sampel AP600 memiliki morfologi
karbon aktif yang paling berpori dan menyerupai net. Gugus fungsi yang dianalisa
menggunakan FTIR tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan antara karbon aktif yang
ditambahkan H3PO4 maupun tidak. Selain itu pada analisis XRD, seluruh sampel
memperoleh puncak (002) di sekitar 25° dan puncak (100) pada rentang 41 – 42°.