PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN...

29
i PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN BEKAS) SEBAGAI (EDLC) ELEKTRIK DOUBLE LAYER CAPASITOR BIDANG KEGIATAN PKM-P Diusulkan oleh Saga Dermawan Dwi Laksana : M0312066 (2012) Muhammad Sidik : E0013291 (2013) Muhammad Daidi Jauhari : H0714092 (2014) Rudiyanto : H0712163 (2012) UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

Transcript of PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN...

Page 1: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

i

PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH

BABE (BAN BEKAS) SEBAGAI (EDLC) ELEKTRIK

DOUBLE LAYER CAPASITOR

BIDANG KEGIATAN

PKM-P

Diusulkan oleh

Saga Dermawan Dwi Laksana : M0312066 (2012)

Muhammad Sidik : E0013291 (2013)

Muhammad Daidi Jauhari : H0714092 (2014)

Rudiyanto : H0712163 (2012)

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

Page 2: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

ii

Page 3: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

iii

DAFTAR ISI

Halaman Judul…………………………………………………………….. i

Halaman Pengesahan……………………………………………………… ii

Daftar Isi…………………………………………………………………... iii

Daftar Gambar…………………………………………………………….. iv

Daftar Tabel……………………………………………………………….. v

Ringkasan…………………………………………………………………. vi

BAB 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Masalah………………………………………. 1

1.2 Tujuan khusus……………………………………………………. 2

1.3 Urgensi…....………………………………………………........... 3

1.4 Luaran yang Diharapkan…………...……………………………. 2

1.5 Manfaat Penelitian……………………......……………………….. 3

BAB 2 Tinjauan Pustaka………………………………………………….. 3

BAB 3 Metode Penelitian………………………………………………… 5

BAB 4 Biaya dan Jadwal Kegiata

4.1 Anggaran Biaya………………………………………………….. 8

4.2 Jadwal Kegiatan………………………………………………….. 8

Daftar Pustaka……………………………………………………………… 9

Lampiran…………………………………………………………………… 11

Page 4: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Skema Penelitian……………………………………………... 6

Page 5: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kandungan pirolisis limbah ban bekas………............................... 3

Tabel 2. Ringkasan Target dan Output Penelitian……………………….. 7

Tabel 3. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P…………………….……… 8

Tabel 4. Jadwal Kegiatan……………………………………………….... 8

Page 6: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

vi

RINGKASAN

Limbah ban bekas jumlahnya semakin lama semakin melimpah akibat

dari semakin meningkatnya jumlah industri otomotif. Limbah ban bekas ini

bersifat nonbiodegradable sehingga limbah ban bekas ini tidak dapat terurai Jika

tidak ditangani maka jumlahnya semakin bertambah. Pembakaran ban bekas

untuk mengurangi limbah ban bekas juga tidak dapat dilakukan karena dapat

membahayakan kesehatan. Selama ini limbah ban bekas hanya menjadi tumpukan

limbah padahal limbah ban bekas memiliki kadar fixed carbon yang tinggi yaitu

sekitar 77.7%. Kandungan fixed karbon yang tinggi pada limbah ban bekas

berpotensi untuk dijadikan sebagai karbon aktif untuk aplikasi (EDLC) atau

kapasitor lapisan ganda . Karbon aktif telah diaplikasikan sebagai Electric

Double-Layer Capacitor (EDLC) atau kapasitor lapisan ganda teknologi ini

memanfaatkan double layer atau lapisan ganda yang terbentuk pada permukaan

elektroda/ elektrolit Keuntungan EDLC adalah kemampuannya lebih cepat dan

waktu pakainya lebih lama jika dibandingkan terhadap baterai. .Karbon aktif.

digunakan sebagai elektroda karena setiap 1 gram karbon aktif dan menyimpan

muatan listrik sebesar 100 Faraday. Kapasitansi yang besar ini menyebabkan

Karbon aktif mampu menyimpan lebih banyak energi dengan ukuran yang lebih

kecil sehingga dapat diterapkan untuk perkembangan perangkat elektronik

berukuran kecil dan teknologi nano. Karbon aktif dari Limbah ban bekas ini

diharapkan dapat digunakan sebagai kapasitor lapisan ganda (EDLC) dengan

kapasitansi yang besar seperti karbon aktif komersial sehingga dapat diterapkan di

berbagai perangkat elektronik. Karbon aktif dari limbah ban bekas diperoleh dari

pirolisis limbah ban bekas pasa suhu Pirolisis limbah ban bekas pada suhu 6500C

selama 60 menit dan diayak dengan ukuran 120 mesh. Bubuk karbon yang

diperoleh diaktifasi secara kimia dengan Air : H2SO4 : HNO3 dengan

perbandingan volume 1:1:3. Aktifasi fisika memvariasikan suhu 700oC, 800

oC

dan 900oC. Instrumen untuk mengetahui karakterisasi dan pemurnian digunakan

XRD, Uji kadar proksimat dan Uji TG-DTA. Untuk mengetahui Volume pori pori

digunakan SEM dan Instrumen BET. Kapasitansi dari karbon aktif digunakan

untuk mengetahui besaranya kapasitas karbon aktif,

Page 7: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

2

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Limbah ban bekas adalah penyumbang sampah terbesar didunia Enam

ribu ton ban bekas dihasilkan setiap tahun di Eropa, Amerika dan Jepang Hal ini

akan terus meningkat sejalan dengan meningkatnya industri otomotif dunia.

Upaya pemusnahan dengan cara pembakaran yang biasa dilakukan ternyata

menghasilkan dampak polusi yang berbahaya karena berpengaruh buruk pada

kesehatan manusia.. Jika dibuang begitu saja, ban bekas tentunya akan mencemari

lingkungan sekitarnya mengingat ban bekas tidak dapat terurai dengan mudah

secara biologis. dunia, Oleh karena itu, perlu dilakukan suatu usaha yang serius

untuk menangani dan mengolah limbah ban bekas tersebut agar tidak

menimbulkan masalah terhadap lingkungan.

Penelitian ( A. Aranda et.al.2007) pirolisis karbon hitam sebanyak 60 g

dari limbah ban bekas pada suhu 650 0C dengan kecepatan 50

oC/min pada

atmosfer nitrogen diperoleh kandungan kandungan Fixed karbon limbah ban

bekas sebesar 77,7% melebihi nilai fixed carbon dari tempurung kelapa yaitu

20,96% pada penelitian yang dilakukan oleh ( Wei Li, 2008) serta nilai fixed

carbon pada eceng gondok yaitu 72,02% pada penelitian yang dilakukan oleh

( Abu dan Suhariono, 2012). Kandungan Fixed karbon yang tinggi berpotensi

digunakan sebagai karbon aktif yang mana dapat diaplikasikan sebagai Electric

Double-Layer Capacitor (EDLC) atau kapasitor lapisan ganda

Karbon aktif ini digunakan sebagai kapasitor lapisan ganda (EDLC)

karenanilai kapasitansi yg tinggi di atas 100 F/g (M. Hahn et,al,. 2004). Oleh

karena itu, banyak kapasitor yang tersedia sekarang dari bahan-bahan karbon yang

digunakan untuk elektroda EDLC. Kapasitansi yang besar ini menyebabkan

Karbon aktif mampu menyimpan lebih banyak energi dengan ukuran yang lebih

kecil sehingga dapat diterapkan untuk perkembangan perangkat elektronik

berukuran kecil dan teknologi nano.

Electric Double-Layer Capacitor (EDLC) atau kapasitor lapisan ganda

listrik telah dipikirkan sebagai sumber tenaga daya tinggi yang memberi harapan

untuk peralatan komunikasi digital dan kendaraan listrik. Keuntungan EDLC

adalah kemampuannya lebih cepat dan waktu pakainya lebih lama jika

dibandingkan terhadap baterai. EDLC memanfaatkan double layer atau lapisan

ganda yang terbentuk pada permukaan elektroda/ elektrolit, dimana muatan-

muatan listrik terkumpul pada permukaan elektroda dan ion-ion muatan yang

berlawanan tersusun dalam tepi-tepi elektrolit. Bahan elektroda EDLC

mempunyai luas permukaan yang besar untuk pengumpulan muatan dan struktur

pori yang tepat untuk pembasahan elektrolit dan gerakan ion yang cepat

( Aripin, 2007 )

Page 8: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

3

Kapasitor listrik dua layer atau EDLC didasari pada prinsip kerja dari

lapisan listrik ganda yang terbentuk pada antar permukaan lapisan antara karbon

aktif dan elektrolit sebagai dielektrik. Adanya mekanisme absorpsi dan desorpsi

ion pada kedua layer elektroda karbon aktif berperan dalam pengisian dan

pengosongan EDLC. Dengan memberikan tegangan pada elektroda yang saling

berhadapan maka ion akan tertarik ke permukaan kedua elektroda dan terjadilah

proses pengisian atau charging. Sebaliknya, ion akan bergerak menjauh saat

EDLC digunakan atau discharging ( Conway, 1999 )

pemanfaatan limbah ban bekas ini diharapkan dapat mengurangi limbah

ban bekas dengan menjadikan sebagai Electric Double-Layer Capacitor . Inovasi

ini merupakan terobosan baru bahan penyusun elektroda kapasitor yang berasal

dari bahan yang selama ini hanya menjadi sampah, yakni limbah ban bekas

Dengan kandungan karbon yang tinggi diharapkan limbah ban bekas sebagai

bahan pembuatan EDLC ( Electric Double Layer Capacitor), sebuah kapasitor

super yang berukuran kecil namun dengan kapasitas penyimpanan besar

1.2 Tujuan Khusus

1. Untuk mengkaji cara preparasi pembuatan karbon aktif dari limbah

ban bekas sebagai Electric Double-Layer Capacitor

2. Mengkaji kspasitansi listrik karbon aktif dari limbah ban bekas untuk

aplikasi bahan dasar pembuatan EDLC ( Electric Double Layer

Capacitor).

3. Pemanfaatan limbah ban bekas sebagai bahan dasar pembuatan

karbon aktif untuk aplikasi EDLC ( Electric Double Layer Capacitor)

atau kapsitor ganda yang murah serta dapat mengurangi limbah ban

bekas yang melimpah.

1.3 Urgensi Penelitian

Permasalahan yang menjadi titik pusat penelitian ini adalah meningkatnya

industry otomotif menyebabkan limbah ban bekas juga semakin meningkat.

Limbah ban bekas termasuk limbah ban yang tidak dapat terurai. Upaya

pemusnahan dengan cara pembakaran tidak dapat dilakukan karena dapat

berpengaruh kesehatan pada manusia. Perlu pengelolaan limbah ban bekas salah

satunya dengan memanfaatkanya sebagai bahan dasar pembuatan EDLC (

Electric Double Layer Capacitor ). Kandungan fixed karbon yang tinggi pada

limbah ban bekas EDLC memiliki potensi digunakan sebagai karbon aktif untuk

elektroda EDLC ( Electric Double Layer Capacitor). Penelitian ini selain dapat

mengurangi pengelolahan limbah ban bekas juga dapat diaplikasikan sebagai

pengembangan kapasitor

Page 9: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

4

1.4 Luaran

Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah publikasi ilmiah tentang

PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN BEKAS)

SEBAGAI (EDLC) ELEKTRIK DOUBLE LAYER CAPASITOR.

1.5 Manfaat

Manfaat yang dapat diambil dalam perancangan ini antara lain dapat

memanfaatkan limbah ban bekas sebagai EDLC ( Electric Double Layer

Capacitor) Untuk kemajauan di bidang energi.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Ban Bekas

Ban memiliki bahan dasar karet yang merupakan salah satu jenis polimer

sintesis. Polimer sintesis yang digunakan ban bekas ialah polistiren.Polistiren

memiliki berat molekul yang ringan dibuat dari reaksi kopolimerasi antara

butadiene dan stirena ( Surdia dan Sailo, 2005). Karbon hitam merupakan

komposisi terbanyak dalam penyusunan ban digunakan untuk memperkuat karet

dan membantu ketahanan terhadap goresan. ( Mastral, 2000). Penelitian ( A.

Aranda et.al.2007) pirolisis karbon hitam sebanyak 60 g dari limbah ban bekas

pada suhu 650 0C dengan kecepatan 50

oC/min pada atmosfer nitrogen diperoleh

kandungan

Tabel1. Kandungan pirolisis limbah ban bekas

Fixed karbon pada pirolisis karbon hitam pada limbah ban bekas sebesar

77,7% melebihi nilai fixed carbon dari tempurung kelapa yaitu 20,96% pada

penelitian yang dilakukan oleh ( Wei Li, 2008) serta nilai fixed carbon pada eceng

gondok yaitu 72,02% pada penelitian yang dilakukan oleh ( Abu dan Suhariono ,

Sample ( wt.%) Pirolsis karbon hitam

Moisture 0,22

Ash 9,51

Volatilel matter 2,57

Fixed carbon 77,7

Carbon 87,37

Hidrogen 0,66

Nitrogen 0,31

Sulfur 2,63

Page 10: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

5

2012). Penelitian pemanfaatan Karbon aktif dari limbah ban bekas telah dilakukan

diantaranya untuk adsorpsi ion logam berat ( Hamadi et al., 2001), adsorpsi

pestisida ( Hamadi et al . , 2004) , dan pewarna ( Garcia et al ., 2007; Nakagawa

et al., 2004 ; San Miguel et al ., 2002; Tanthapanichakoon et al. , 2005).Sehinggga

limbah ban bekas ini memiliki potensi dijadikan sebagai bahan karbon aktif.

2.2 Karbon aktif sebagai EDLC.

Kapasitor listrik dua layer atau EDLC didasari pada prinsip kerja dari

lapisan listrik ganda yang terbentuk pada antar permukaan lapisan antara karbon

aktif dan elektrolit sebagai dielektrik. Adanya mekanisme absorpsi dan desorpsi

ion pada kedua layer elektroda karbon aktif berperan dalam pengisian dan

pengosongan EDLC. Dengan memberikan tegangan pada elektroda yang saling

berhadapan maka ion akan tertarik ke permukaan kedua elektroda dan terjadilah

proses pengisian atau charging. Sebaliknya, ion akan bergerak menjauh saat

EDLC digunakan atau discharging ( Conway, 1999 )

Electric Double-Layer Capacitor (EDLC) atau kapasitor lapisan ganda

listrik telah dipikirkan sebagaisumber tenaga daya tinggi yangmemberi harapan

untuk peralatan komunikasi digital dan kendaraan listrik.Keuntungan EDLC

adalah kemampuannya lebih cepat dan waktu pakainya lebih lama jika

dibandingkan terhadap baterai. EDLCmemanfaatkan double layer atau lapisan

ganda yang terbentuk pada permukaan elektroda/ elektrolit, dimanamuatan-

muatan listrik terkumpul pada permukaan elektroda dan ion-ion muatan yang

berlawanan tersusun dalam tepi-tepi elektrolit. Bahan elektroda EDLCmempunyai

luas permukaan yang besar untuk pengumpulan muatan dan struktur pori yang

tepat untuk pembasahan elektrolit dan gerakan ion yang cepat.

Tiga katagori utama bahan elektroda digunakan dalam EDLC yaitu

karbon, polimer dan oksida logam ( M. G. Sullivan et,al,. 2000). Untuk oksida

logamseperti CuO2 mempunyai kapasitanslebih besar dari 700 F/g ( S. Yoon

et,al,. 2000)., tetapi bahan ini terlalumahal. Polimer juga adalah sebagai bahan

elektroda untuk EDLC ( X.Ren et,al,. 1995), tetapi dalam polimer, gerakan ion

dalam pori agak lambat dan stabilitasnya berubah-ubah. Karbon dengan luas

permukaan tinggi adalah bahan elektroda EDLC yang tidak mahal(M. Hahn et,al,.

2004). Oleh karena itu, banyak kapasitor yang tersedia sekarang dari bahan-bahan

karbon yang digunakan untuk elektroda.Karbon aktif dari tempurung kluwak

dengan perlakuan karbonisasi pada 700 0C dan didrying pada temperatur 110

oC

sangat berpotensi dijadikan EDLC karena nilai kapasitifnya yang lebih tinggi dari

kapasitor konvensional yaitu sebesar 9,1 mF/gr (Rio Latifan dan Diah Susanti,

2012)

Page 11: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

6

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Bahan Penelitian

Limbah ban bekas, H2SO4, HNO3, Aquades, toluena dan gas N2

3.2 Alat Penelitian

Crussible, Magnetic stirrer hot plate, Timbangan digital, mechanical

milling, pH meter, Seperangkat alat pirolisis, Oven, Ayakan, Mortar, Alat Furnace

dan beaker glass. Alat yg digunakan untuk karakterisasi meliputi SEM (Scanning

Electron Microscopy), XRD, FTIR, TG-DTA. Kualitas dari kapasitor ditentukan

dengan potensiometer dan BET.

3.3 Tempat Penelitian

Penelitian ini direncanakan dan dilaksanakan di Laboratorium MIPA

Terpadu dan Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

A. Preparasi Limbaha ban bekas

Preparasi yang dilakukan adalah pemotongan limbah ban bekas dengan

dengan ukuran 1-3 mm kemudian dimasukan pada mesin pirolisis.

B. Karbonisasi

, Dilakukan pengarangan atau proses karbonisasi dengan proses pirolisis

dengan suhu 6500C selama 60 menit pada reaktor yang dialiri gas N2. Limbah ban

bekas yang akan dikarbonisasi harus ditimbang terlebih dahulu menggunakan

Timbangan digital Metler Tolledo agar diketahui berat awal dari sampel sehingga

bisa dilihat pengurangan massa yang terjadi pada proses karbonisasi. Setelah

mengalami proses karbonisasi sampel Dicuci dengan toluena untuk

menghilangkan pengotor anorganik yang ada. karbon yang didapat dihancurkan

menggunakan mechanical milling hingga berbentuk serbuk yang lolos 120 mesh.

Sampel yang tidak lolos dihancurkan kembali hingga berukuran 120 mesh..

C. Aktifasi Kimia

Pada proses aktifasi kimia, arang 20 gram dicampur dengan H2SO4 dan

HNO3 dimasukkan ke dalam beaker glass dan ditambah aquades, H2SO4 dan

HNO3 yang digunakan dengan perbandingan tertentu. Campuran tersebut lalu

dipanaskan dan diaduk menggunakan magnetic stirrer hot plate dengan

temperatur 80oC selama 4 jam dan menggunakan kecepatan putaran stirrer

sebesar 200 rpm (Suhariono,2012). Setelah tercampur maka dilakukan

pengendapan dan pencucian. Pengendapan dilakukan dengan membiarkan

campuran selama satu hari hingga terbentuk endapan. Lalu cairan yang ada pada

Page 12: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

7

campuran dibuang hingga tersisa endapannya saja. Endapan yang didapat lalu

dicuci dengan menambahkan aquades dan diaduk hingga endapan tercampur rata

didalam aquades setelah itu didiamkan kembali hingga terbentuk endapan

kembali. Pencucian dilakukan hingga endapan yang dihasilkan benar-benar bersih

dari sisa aktifier saat aktifasi kimia. Indikasi yang digunakan untuk mengatakan

bahwa endapan telah bersih adalah pH cairan mendekati netral saat proses

pengendapan.

D. Aktifasi fisika

Pada aktifasi fisika endapan karbon aktif hasil aktifasi kimia dipanaskan

dengan cara hidrothermal menggunakan variasi temperatur 700oC, 800

oC dan

900oC dengan waktu tahan selama 2 jam untuk masing-masing endapan karbon

aktif dari setiap proses karbonisasinya serta ada sampel hasil aktifasi kimia yang

hanya didehidrasi atau tanpa aktifasi fisika. Proses Hidrothermal berlangsung

dengan memasukkan adonan karbon aktif yang masih kaya akan kandungan air

didalam crusible yang dimasukkan didalam autoclaf dan dipanaskan di dalam

furnace. Proses hidrotermal adalah proses yang memanfaatkan tekanan uap air

yang diperoleh dari pemanasan air yang terkandung pada sampel itu sendiri.

Serbuk karbon aktif akan didapat setelah didinginkan dengan perlahan didalam

furnace. Autoclaf pada proses aktifasi kimia ini digunakan agar proses aktifasi

fisika berlangsung pada keadaan kedap udara agar lingkungan pemanasan

memiliki kadar oksigen yang terbatas. Karena jika saat pemanasan terdapat

banyak oksigen akan terbentuk abu

F. Teknik pengumpulan data dan analisa data

Analisa proksimat dilakukan untuk mengetahui kadar karbon yang

terkandung pada limbah ban bekas. Kandungan limbah ban bekas juga dilakukan

analisa XRD. Analisa ini bertujuan untuk memastikan bahwa Kristal yang

terbentuk murni Kristal dari karbon. Uji BET digunakan untuk mengetahui

volume pori pori karbon aktif dari limbah ban bekas. Dengan SEM dapat

memvisualisasikan pori pori karbon aktif yang terbentuk. Kemudian dilakukan uji

TGA-DTA dengan cara memanaskan sampel untuk menghilangkan pengotor dan

air yang masih menutupi pori pada karbon aktif limbah ban bekas. Kemudian

dilakukan pengujian potensiostat untuk mengetahui berapa besar kapasitansi

maksimum dan hambatan karbon aktif dari limbah ban bekas tersebut..

Page 13: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

8

E. Skema Tahapan Penelitian

Tabel 2. Ringkasan Target dan Output Penelitian

No. Tahapan Penelitian Target Luaran Output

1. Preparasi limbah

ban bekas dan

karbonisasi

Bahan yang bersih

dari pengotor dan

memiliki kandungan

karbon yang tinggi

Bahan siap diaktivasi

kimia. di dapatkan data,

data analisis xrd ddan

kadar proksimat.

2. Aktifasi kimia Menghilangkan

pengotor pada pori

karbon dan

memperluas volume

pori karbon.

Material Karbon Aktif

dari limbah ban bekas

siap diaktivasi fisika.

3. Aktifasi fisika

pada suhu 700oC,

800oC dan 900

oC

Uji SEM,TGA-

DTA,BET dan XRD.

Data analisa

SEM,TGA-DTA,BET

dan XRD

Preparasi Limbah ban bekas Limbah ban bekas dipotong dengan

ukuran 3 mm.

Karbonisasi limbah ban

bekas

Pirolisis limbah ban bekas pada suhu

6500C selama 60 menit dan diayak

dengan ukuran 120 mesh lalu diuji

XRD dan kadar proksimat.

Aktifasi kimia Air : H2SO4 : HNO3 dengan

perbandingan volume 1:1:3 lalu diuji

dengan BET.

Aktifasi fisika Pemanasan variasi suhu 700oC,

800oC dan 900

oC diuji dengan

XRD,TG-DTA dan uji kapasitansi

listrik dengan potensiometri.

Page 14: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

9

BAB 4

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4,1 ANGGARAN BIAYA

Tabel 3. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P

No. Jenis Pengeluaran Rencana Biaya

(Rp)

1. Bahan habis pakai 2.200.000

2. Alat penunjang penelitian 4.745.000

4. Perjalanan sampling raw material

(tanah, bahan kimia, urea, zeolit)

2.100.000

4. Lain-lain : dokumentasi, laporan,

publikasi, akses laboratorium

1.569.000

Total 10.714.000

4..2 JADWAL KEGIATAN

Tabel 4. Jadwal Kegiatan

No Kegiatan Bulan ke-

1 2 3 4 5

1 Identifikasi masalah

2 Studi kasus dan literatur

3 Preparasi limbah ban bekas dan karbonisasi

4 Aktifasi kimia

5 Aktifasi fisika

6 Uji SEM,TGA-DTA,BET dan XRD.

7 Pembuatan Laporan

Page 15: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

10

DAFTAR PUSTAKA

Aripin. 2007. Karakterisasi Perilaku Konduktivitas Karbon Magnetik. Journal of

Materials Science Vol. 8, No. 2. : 150 - 154

A. Aranda, R. Murillo, T. Garcia, M.S. Callen, A.M. Mastral. 2007. Steam

activation of tyre pyrolytic carbon black : Kinetic study in a thermobalance.

Chemical Engineering Journal. 126 : 79–85.

Busana, Abu. 2012. Pengaruh Temperatur Karbonisasi Dan Konsentrasi Zink

Klorida (ZnCl2) Terhadap Luas Permukaan Karbon Aktif Eceng Gondok.

Skripsi S1. Jurusan teknik material dan metalurgi. Institut Teknologi

Sepuluh Nopember.

Cameron Carbon Incorporated. 2006. Activated Carbon manufacture, structure

and properties, Amerika

Conway. 1999. Electrochemical Supercapasitor-Scientific Fundamentals and

Technological Applications. Ottawa : University of Ottawa.

Garcia I T S, Nunes M R, Carreo N L V, Wallaw W M, Fajardo H V, Probst L F

D, 2007. Preparation and characterization of activated carbons from thread

of tire waste. Pol´ımeros, 17:329–333.

Hamadi. N. K, Chen . X. D, Farid. M. M, Lu M. G. Q, 2001. Adsorption kinetics

for the removal of chromium(VI) from aqueous solution by adsorbents

derived from used tyres and sawdust.Chemical Engineering Journal, 84(2):

95–105.

Hamadi. N. K, Swaminathan. S, Chen. X. D, 2004. Adsorption of paraquat

dichloride from aqueous solution by activated carbon derived from used tires.

Journal of Hazardous Materials, 112(1-2): 133–141.

Mastral, A. M., Callen. M. S., Garcia. T., and Navarro., M. V. 2000. Improvement

of liquids from coal-tire co-thermolysis: Characterization of the obtained oils.

Fuel Process Technologi 64 :135-140.

M. Hahn, M. Baertschi, O. Barbieri, J.C. Sauter, R. Kotz, and R. Gallay. 2004.

Interfacial capacitance and electronic conductance of activated carbon

double-layer electrodes Electrochemichal Solid. State. Letter., 7 A33-A36.

Nakagawa. K, Namba. A, Mukai. S. R, Tamon. H, Ariyadejwanic. P,

Tanthapanichakoon. W, 2004. Adsorption of phenol and reactive dye from

aqueous solution on activated carbons derived from solid wastes. Water

Research, 38(7): 1791–1798.

Rio, Latifan., dan Diah, Susanti. 2012. Aplikasi Karbon Aktif dari Tempurung

Kluwak (Pangium Edule) dengan Variasi Temperatur Karbonisasi dan

Aktifasi Fisika Sebagai Electric Double Layer Capasitor (EDLC) Jurnal

Teknik Material dan Metalurgi Vol. 1, No. 1, 1-6

Salamah, S. 2001. “Pembuatan Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa dengan

Perlakuan Karbonat”. Prosiding Seminar Nasional “Kejuangan” Teknik

Kimia, Yogyakarta: Yogyakarta.

Page 16: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

11

San Miguel G, Fowler G D, Sollars C J, 2002. Adsorption of organic compounds

from solution by activated carbons produced from waste tyre rubber.

Separation Science and Technology, 37(3): 663–676.

Surdia, T. dan S, Saito. 2005. Pengetahuan Bahan Teknik.Pradnya Paramita.

Jakarta.Takeuchi, Yahsito. 2006. Pengantar Kimia. Iwanami Publishing

Company. Tokyo

Tanthapanichakoon W, Ariyadejwanich P, Japthong P, Nakagawa K, Mukai S R,

Tamon H, 2005. Adsorption-desorption characteristics of phenol and reactive

dyes from aqueous solution on mesoporous activated carbon prepared from

waste tires. Water Research, 39(7): 1347–1353

Wijaja, tri, dkk. 2009. Studi proses hybrid: adsorpsi pada karbon aktif/membran

bioreaktor untuk pengolahan limbah cair industri. Surabaya : Institut Teknologi

Sepuluh Nopember.

Page 17: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

12

Page 18: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

13

Saga Dermawan Dwi Laksana

Page 19: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

14

A.

B.

Page 20: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

15

Lampiran Identitas Pembimbing

A. Identitas Diri

Page 21: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

16

LAMPIRAN Justifikasi Anggaran KegiatanLampiran 1 : Identitas

Pembimbing

A. Identitas Diri

1. Nama Lengkap Teguh Endah Saraswati, M.Sc., Ph.D

2. Jenis Kelamin Perempuan

3. Program Studi S1 Kimia

4. NIDN 0026037902

5. Tempat dan Tanggal Lahir Kudus, 26 Maret 1979

6. Email [email protected]

7. Nomor Telepon/HP 0857-1910-8084

B. RiwayatPendidikan

S1 S2 S3

Nama Intitusi Universitas Sebelas

Maret

Nagoya University Shizouka University

Jurusan Kimia Chemistry

Department

Department of

Nanovision

Technology

Tahun

Masuk–Lulus

1997-2003 2007-2009 2009-2012

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dan Artikel Ilmiah

dalam jurnal

No

Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar/Jurnal

Judul Artikel Ilmiah

Waktu, Tempat,

Penerbit

1 10th

Joint Conference

on Chemistry (JCC)

Synthesis And Surface

Modification of TiO2/Carbon

Photocatalyst Produced By Arc

Discharge In Ethanol Medium

Semarang,

Indonesia 2014

2. 10th

Joint

Conference on

Chemistry (JCC)

Fabrication of Nanocomposite

Carbon-Coated Iron Magnetic

Nanoparticles by Arc Discharge in

Liquid Medium

Semarang,

Indonesia 2014

Page 22: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

17

3. International

Conference on

Advanced

Materials Science

and Technology

(ICAMST) 2014

Fabrication of Carbon

Nanomaterial Using Arc-

Discharge in Liquid Method for

Battery Application

16-17

September, 2014

Solo, Indonesia

4. International

Conference on

Advanced Materials

Science and

Technology

(ICAMST) 2014

Photocatalytic Degradation of

Methylene Blue Using

TiO2/Carbon Nanoparticles

Fabricated by Electrical Arc

Discharge in Liquid Medium

16-17

September,

2014Solo,

Indonesia

5. Seminar Nasional

Kimia dan

Pendidikan Kimia VI

(SNKPK VI)

Pembuatan Material Fotokatalitik

TiO2 Termodifikasi Karbon

Menggunakan Limbah Batu

Baterai Untuk Degradasi Zat

Warna

21 Juni 2014

FKIP Kimia

UNS, Surakarta

6. Joint Indonesia - UK

Symposium on

Inorganic Chemistry

Improvement of surface

hydrophilicity of graphite

encapsulated iron magnetic

nanoparticles by microwave

surface-wave excited plasma

3 Agustus 2013

Auditorium

Campus Centre

Institut

Teknologi

Bandung,

Indonesia 7. International

Conference on

Advanced Materials

Science and

Technology

(ICAMST) 2013

Covalent Functionalization of

Amino Group onto Carbon-Based

Magnetic Nanoparticles Using

Pulsed-Powder Explosion

Technique

17-18 September

2013

Gadjah Mada

University,

Yogyakarta,

Indonesia 8. International

Conference on Nano

Electronics Research

Education (ICNERE)

2012

Surface Modification of Graphite-

Encapsulated Iron Compound

Magnetic Nanoparticles by Radio

Frequency Inductively-Coupled

Plasma for biomolecules

immobilization

8-10 Juli 2011

The Magani

Hotel, Kuta,

Bali, Indonesia

9. 20th

Int. Symp. on

Plasma

Chemistry(ISPC-20)

Biomolecule Immobilization onto

Plasma-Functionalized Graphite-

Encapsulated Magnetic

Nanoparticles for Medical

Application

24-29 Juli 2011

Loews Hotel,

Philadelphia,

USA

Page 23: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

18

10 3rd

Int. Symp. on

Surface and Interface

of Biomaterials

(SIB-2011)

Enhancement of Amino Group

Addition onto Graphite

Encapsulated Magnetic

Nanoparticles for Biomolecules

Immobilization by Plasma

Processing

12-15 Juli 2011

Hokkaido

University

Conference Hall

11 Inernational

Confernece on New

Diamond and Nano

Carbons 2011

(NDNC2011)

RF Plasma-Activated

Immobilization ofBiomolecules

onto Graphite-Encapsulated

Magnetic Nanoparticles for Drug

Delivery Application

Matsue, Japan

12 Inernational

Confernece on New

Diamond and Nano

Carbons 2011

(NDNC2011)

Microwave Heating of Graphite-

coated Magnetic Nanoparticles for

Inactivation of Microorganisms

17-19 Mei 2011

Matsue, Japan

13 4th

Int. Conf. on

Plasma-

Nanotechnology &

Science (IC-Plants

2011)

Medical Application of Graphite-

coated Magnetic Nanoparticles

Surface-Modified by Microwave

Plasma

10-12 Maret

2011

Takayama, Japan

14 International

Conference on

Biomaterials Science

2011 (ICBS2011)

Immobilization of Dextran onto

Graphene Layer-Encapsulated

Magnetic Nanoparticles

Functionalized by RF Plasma

Processing for Medical

Application

15-18 Maret

2011

Tsukuba, Japan

15 2nd

Workshop on

Plasma‐Nano

Interfaces & Plasma

Diagnostics

Surface Modification and

Functionalization of Graphene

Layer-Encapsulated Magnetic

Nanoparticles by RF Plasma

Processing for Medical

Application

1-4 Maret 2011

Cerklji, Slovenia

16 International Joint

Symposium on

Emerging

Technologies in

Nano-Bioscience

Plasma Surface Modification of

Magnetic Nanoparticles for

Medical Application

28 Februari 2011

Shizuoka Univ.,

Japan

17 Seminar at Institute

of Plasma Physics

Advanced Plasma Technology for

Biomedical Application

25 November

2011

CAS, Hefei,

China

Page 24: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

19

18 63rd

Annual Gaseous

Electronics

Conference and 7th

International

Conference on

Reactive Plasmas

Structural Analysis of ZnO Nano-

phosphors Fabricated by Pulsed

Laser Ablation under the Glow

Discharge Condition

4-8 Oktober

2010

Paris, France

Page 25: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

20

Page 26: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

21

LAMPIRAN Justifikasi Anggaran Kegiatan

1. Peralatan penunjang

Material Justifikasi

Pemakaian

Kuantitas Harga

Satuan (Rp)

Jumlah (Rp)

Uji TGA-

DTA

Penunjang

Penelitian

5 Sampel 300.000,00 1500.000,00

Ayakan Penunjang

Penelitian

1 buah 100.000,00 100.000,00

XRD Penunjang

Penelitian

5 sampel 300.000,00 1500.000,00

Uji BET Penunjang

Penelitian

5 sampel 300.000,00 1500.000,00

Uji

Kapasitans

i

Penunjang

Penelitian

5 sampel 10.000,00 50.000,00

Kertas

stiker

Penunjang

Penelitian

6 2.000,00 12.000,00

Log book Penunjang

Penelitian

1 10.000,00 10.000,00

Alat tulis Penunjang

Penelitian

4 2.000,00 8.000;00

Gunting Penunjang

Penelitian

2 4.000,00 8.000,00

Cutter Penunjang

Penelitian

1 7.000,00 7.000,00

Total 4.745.000,00

2. Bahan Habis Pakai

Material Justifikasi

Pemakaian

Kuantitas Harga

Satuan (Rp)

Jumlah

Limbah ban bekas Pelaksanaan

Penelitian

10 kg

5.000,00 50.000,00

Toluena Pelaksanaan

Penelitian

1 botol 600.000,00 600.000,00

HNO3 Pelaksanaan

Penelitian

1 botol 650.000,00 650.000,00

H2SO4 Pelaksanaan 1 botol 600.000,00 600.00,00

Page 27: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

22

Penelitian

Tabung gas

nitrogen

Pelaksanaan

Penelitian

1 tabung 200.000,00 250.000,00

SUB TOTAL (Rp) 2.200.000

3. Perjalanan

Material Justifikasi

Perjalanan

Kuantitas Harga

Satuan (Rp)

Jumlah

Perjalanan uji

XRD ke jogja.

Transportasi 4 orang 100.000,00 400.000,00

Perjalanan

Pembelian limbah

ban bekas

Transportasi 4 orang 50.000 200.000,00

Perjalanan ke

Malang untuk uji

SEM

Transportasi 3 500.000,00 1.500.000,00

SUB TOTAL (Rp) Rp 2.100.000,00

4. Lain-Lain

No. Kebutuhan Jumlah unit Biaya/unit (Rp) JumLah (Rp)

1. Akses Laboratorium

Fre akses laboratorium

Kimia FMIPA UNS

3 50.000 150.000

Fee akses laboratorium

Mipa Terpadu

3 50.000 150.000

2. Publikasi Ilmiah

Registrasi 1 pemakalah 1.000.000 1.000.000

Poster 1 buah 100.000 100.000

3. Pembuatan Laporan

Kertas 1 rim 40.000 40.000

Tinta 2 botol/pack 50.000 100.000

Penjilidan 6 2.500 15.000

CD + tempat CD 4 3.500 14.000

Sub Total 1.569.000,00

Total Biaya (Rp) 10.714.000,00

Page 28: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

23

LAMPIRAN Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas

No Nama/NIM Alokasi Waktu

(jam/minggu)

Uraian Tugas

1 Saga Dermawan

Dwi Laksana

M0312066

8-10 jam/minggu Koordinasi, Preparasi

Limbah ban bekas

2 Muhammad Sidik

E0013291

8 jam/minggu Koordinasi karbonisasi

limbah ban bekas

3 Muhammad Daidi

Jauhari

H0714092

8 -10 jam/minggu Koordinasi aktifasi

Kimia pada limbah ban

bekas

4 Rudiyanto

H07112163

8 -10 jam/minggu Koordinasi aktifasi fisika

pada limbah ban bekas

Page 29: PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI LIMBAH BABE (BAN …pkm.uns.ac.id/repositori/Front/download/pkm-pe/2016/M0312066... · ... ban bekas tentunya akan mencemari lingkungan sekitarnya ...

24