Pembakaran batubara
di PLTU menghasilkan limbah berupa sisa abu batubara
yang dikenal sebagai FABA (fly ash dan
bottom ash). Meskipun FABA dianggap
sebagai limbah non-B3,
limbah ini tetap menjadi permasalahan lingkungan jika tidak dimanfaatkan dengan baik. Salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan
tersebut adalah memanfaatkan fly ash sebagai bahan baku pembuatan anoda untuk baterai
lithium-ion. Komponen material anoda yang sering digunakan
adalah material grafit.
Namun, material grafit
memiliki kelemahan dalam
ekspansi volume yang tinggi namun tidak terlalu
besar pada saat siklus dan menyebabkan penurunan
kapasitas. Beberapa pendekatan dilakukan untuk mengatasi masalah retensi
dan volume ekspansi pada anoda grafit, salah satunya menambahkan material magnesium silikat.
Tahapan pembuatan magnesium
silikat melibatkan metode
roasting, water leaching,
proses presipitasi silika dengan variasi asam format dan asam asetat,
serta reaksi silika
(SiO2) dengan magnesium
(Mg) menjadi magnesium
silikat. Sampel silika (SiO2) dari proses presipitasi asam asetat dan asam
format dikarakterisasi dengan XRD yang menunjukkan pola difraksi SiO2. Uji FTIR menunjukkan
adanya gugus senyawa berupa Si-OH dan Si-O-Si. Dan Uji SEM SiO2 menunjukkan morfologi butiran yang tidak terstruktur
dengan tekstur kasar. Sedangkan, pada proses pembuatan magnesium silikat, produk
yang dihasilkan dari variasi
asam asetat diberi nama MS AA dan pada variasi asam format MS FA. Sampel MS AA dan MS FA yang dihasilkan dari reaksi SiO2 dan Mg dikarakterisasi dengan XRD yang memperlihatkan
fasa kristal, Uji FTIR menunjukkan adanya gugus fungsi Si-O-Si
dan SiO4,
serta Uji SEM menunjukkan morfologi butiran tidak
terstruktur dan kasar. Pada uji elektrokimia baterai lithium-ion menghasilkan kapasitas
spesifik baterai anoda grafit - MS AA lebih besar dari MS FA dengan kapasitas charge MS AA sebesar
233,63 mAh/g dan discharge sebesar 160,22 mAh/g. Sedangkan pada baterai anoda
grafit-MS FA charge sebesar 189,55 mAh/g
dan discharge sebesar 128,77 mAh/g. Pada analisis siklus MS AA
dan MS FA menunjukkan penurunan
spesifik kapasitas yang tidak terlalu tinggi dan kapasitas hilang antar charge dan discharge yang
tidak teratur dari siklus 51-100. Saran perbaikan dengan
penggunaan tube furnace dalam pemanasan suhu tinggi, optimasi
pencucian, variasi suhu hingga 1100°C,
dan purifikasi tambahan
untuk menghilangkan senyawa
Al.
