Pengaruh temperatur grafitisasi dengan katalis FeCl3 terhadap karakteristik karbon aktif dengan korbonisasi hidrotermal dan aktivasi kimia

Abstract

Tingginya angka produksi minyak akar wangi di Indonesia berjalan simultan dengan banyaknya limbah akar wangi yang dihasilkan. Pemanfaatan limbah akar wangi yang belum optimal mengakibatkan terjadinya isu lingkungan terkait limbah padat. Terdapatnya kandungan lignocellulosic pada limbah akar wangi membuat limbah tersebut dapat dimanfaatkan untuk diolah menjadi karbon aktif. Dalam dunia industri, karbon aktif banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang salah satunya adalah sebagai media penyimpanan energi yang diaplikasikan untuk menjadi salah satu komponen elektroda pada lithium ion capacitor (LIC). Metode sintesis karbon aktif yang digunakan pada penelitian ini adalah karbonisasi hidrotermal, aktivasi kimia menggunakan reagen aktivasi KOH, dan grafitisasi katalitik yang dilakukan pasca aktivasi dengan penambahan katalis FeCl3. Pada proses karbonisasi hidrotermal, limbah akar wangi akan terkonversi menjadi hydrochar pada kondisi air subkritik yang berperan sebagai katalis untuk mempercepat laju reaksi hidrolisis. KOH yang menjadi reagen aktivasi pada proses aktivasi kimia akan mendorog hydrochar untuk menghasilkan pori yang lebih banyak dengan ukuran mikropori. Grafitisasi dilakukan untuk memperbesar porositas pada karbon aktif menghasilkan pori dengan rentang mikropori dan mesopori. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh temperatur grafitisasi menggunakan katalis FeCl3 terhadap karakteristik (morfologi permukaan, luas permukaan, dan struktur pori) dari karbon aktif yang dihasilkan. Variasi percobaan pada penelitian ini adalah grafitisasi pada suhu 800 °C, 900 °C, dan 1000 °C. Penggunaan KOH sebagai activating agent ternyata dapat mendorong sampel karbon aktif yang dihasilkan memiliki luas permukaan yang besar. Dengan analisa BET, karbon aktif yang dihasilkan menggunakan metode 2 tahap karbonisasi hidrotermal dan aktivasi kimia dengan KOH memiliki luas permukaan terbesar yaitu 1184,411 m2/g (Evelyn, 2021). Lalu dengan penambahan metode menjadi 3 tahap dimana hasil aktivasi kimia dengan KOH dilanjutkan dengan grafitisasi dapat meningkatkan nilai derajat grafitisasi, La, dan Lc. Dengan melakukan karakterisasi Raman Spektroskopi dan XRD, didapatkan nilai derajat grafitisasi, La, dan Lc secara berurutan sebesar 3,2850, 6,70 nm, dan 3,66 nm. Hasil tersebut didapatkan dari dekonvolusi kurva Raman Spektroskopi dan XRD pada pada band dan peak yang telah disesuaikan dengan literatur.