Pembuatan Karbon Aktif dari Limbah Cangkang Nipah Sebagai Bahan Elektroda Superkapasitor

Produksi nipah di Indonesia memiliki persebaran cukup luas sekitar 700.000 ha di Sumatra, Kalimantan, Jawa, Sulawesi, dan Papua. Selama ini masyarakat hanya memanfaatkan isi buah nipah, sementara cangkangnya sering dibuang sebagai limbah. Untuk mengurangi limbah ini, cangkang nipah bisa diolah menjadi karbon aktif melalui metode pirolisis, yang efektif dan ramah lingkungan karena meminimalkan emisi gas beracun. Hasil karbon aktif dari metode pirolisis dapat dimanfaatkan menjadi bahan elektroda untuk superkapasitor. Pada penelitian ini dilakukan proses pembuatan karbon aktif berbahan baku dari cangkang nipah dengan aktivator larutan KOH. Percobaan dilakukan dengan beberapa tahapan, yakni pengumpulan dan pre-treatment cangkang nipah, pra-karbonisasi cangkang nipah menggunakan muffle furnace, aktivasi kimia karbon menggunakan larutan KOH berbagai konsentrasi, pirolisis karbon dengan muffle furnace yang dialiri gas N₂, aktivasi kombinasi (fisika & kimia) karbon menggunakan muffle furnace yang dialiri gas CO₂, pembuatan material elektroda superkapasitor dengan karbon aktif, dan pengujian performa superkapasitor. Pengujian yang dilakukan terdiri dari SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray)  untuk menganalisis distribusi ukuran pori, morfologi, dan komposisi karbon aktif. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan semua sampel karbon aktif mengandung unsur C, O, Mg, Si, dan Ca. Selain itu, dilakukan pengujian FTIR (Fourier transform Infrared Spectroscopy) untuk menganalisis gugus fungsi dalam senyawa kimia adanya gugus fungsi berupa C-H, C=C, dan O-H. Pengujian BET (Brunauer – Emmett – Teller) untuk menganalisis karakteristik suatu material secara kuantitatif meliputi luas permukaan spesifik, jumlah total pori, volume total pori, dan diameter rerata pori. Berdasarkan hasil pengujian BET diperoleh data karbon aktif dengan aktivasi  KOH 3M mempunyai nilai specific surface area, micropore surface area, total pore volume, dan average pore diameter yang lebih besar dari karbon aktif tanpa aktivasi KOH dengan nilai berturut-turut 989,3 m²/g, 537,1 m²/g, 56,5 cm³/g, dan 11,4 nm. Selanjutnya pengujian performa elektroda superkapasitor melalui metode CV (cyclic voltammetry) dengan memberikan informasi mengenai sifat sel elektrokimia seperti potensial, kapasitansi dan batas lama digunakan (cycle life). Berdasarkan hasil pengujian yang paling baik perfoma, terjadi pada sampel elektroda plat aluminium dengan karbon aktif teraktivasi KOH 3M. Didapatkan nilai kapasitansi spesifik sebesar 177,09 F/g, energi density sebesar 24,60 Wh/ kg dengan power density sebesar 885,45 W/kg.