Tim Program Kreativitas Mahasiswa Riset Eksakta (PKM-RE) Universitas Padjadjaran (Unpad) putar otak.
Melansir laman unpad.ac.id, tim mengembangkan hard carbon berbasis limbah sisik ikan nila sebagai material anode untuk baterai ion-natrium. Sisik ikan nila dipilih karena mengandung kolagen yang secara alami memiliki nitrogen.
Kandungan tersebut menjadi dasar kebaruan penelitian melalui konsep in-situ self-doping nitrogen. Sehingga, nitrogen dapat berasal Mahasiswalangsung dari biomassa tanpa penambahan bahan doping eksternal.
Tim mensintesis sisik ikan nila melalui pirolisis pada suhu 600, 700, dan 800°C, kemudian menghubungkan perubahan struktur, morfologi, komposisi, dan sifat elektrokimia material untuk menentukan karakteristik hard carbon yang paling prospektif. Hasil awal menunjukkan seluruh sampel memiliki struktur karbon turbostratic dengan jarak antar-lapis lebih besar daripada grafit.
Sedangkan, HC-800 menunjukkan karakter struktur dan morfologi yang prospektif untuk dievaluasi lebih lanjut sebagai material anode. Keunggulan pendekatan penelitian ini tidak hanya terletak pada pemanfaatan limbah perikanan, tetapi juga pada upaya mengintegrasikan sumber karbon dan nitrogen dari satu biomassa.
Tim PKM-RE Unpad. DOK Unpad
Sehingga, sisik ikan nila tidak sekadar diposisikan sebagai limbah yang dikarbonisasi, tetapi sebagai prekursor fungsional yang berpotensi menghasilkan karbon dengan karakteristik yang sesuai untuk penyimpanan ion Na+. Pengujian awal juga menunjukkan adanya perbedaan performa elektrokimia akibat variasi suhu pirolisis.
HC-600 menghasilkan kapasitas discharge awal tertinggi sebesar 111,61 mAh g−1, tetapi memiliki Initial Coulombic Efficiency (ICE) terendah sebesar 37,8%. Sementara itu, HC- 800 memiliki ICE tertinggi sebesar 69,2% dan Coulombic Efficiency siklus kedua sebesar 94,8%, menunjukkan reversibilitas yang lebih baik setelah siklus awal.
Pada pengujian EIS, HC- 800 juga menunjukkan charge-transfer resistance terendah sebesar 384,4 Ω dan nilai Warburg impedance terendah sebesar 433,8 Ω s−1/2 dibandingkan sampel lainnya. Penelitian ini menjadi salah satu upaya menghubungkan ekonomi sirkular dan kemandirian energi melalui konversi limbah perikanan menjadi material untuk teknologi baterai.
Pengembangan selanjutnya diarahkan pada penyelesaian karakterisasi kimia permukaan menggunakan XPS serta pengujian stabilitas hingga 50 siklus untuk memperoleh gambaran yang lebih lengkap mengenai kemampuan material dalam mempertahankan kinerja penyimpanan energi.
Tim peneliti terdiri atas Achmad Syah Nizar El Java, Aorenza Delviana Putri, Kevin Fauzy Rizky, Dimas Ardianto Wiratama, dan Fitriani Nur Hidayat di bawah Noto Susanto Gultom, S.pd., M.Sc., Ph.D., sebagai dosen pembimbing.
