BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Ketersediaan energi yang berkelanjutan merupakan salah satu isu yang cukup penting di setiap negara, tidak terkecuali Indonesia. Hal ini tidak terlepas hampir semua sektor pengembangan ekonomi bergantung kepada ketersediaan energi yang mencukupi. Pemerintah Indonesia, melalui Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) mengeluarkan suatu Kebijakan Energi Nasional yang diterbitkan melalui Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No K/16/MEM/2004 telah ditindaklanjuti dengan menyusun Blueprint Pengelolaan Energi Nasional (BP-PEN) BP-PEN tersebut tersebut selanjutnya dibahas dalam sidang kabinet-kabinet terbatas yang dihadiri para menteri-menteri yang terkait dengan bidang perekonomian yang kemudian kebijakan-kebijakannya dituangkan dalam Perpres No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional (KEN). Misi pengelolaan energi nasional ini meliputi: a. Menjamin ketersediaan energi domestik. b. Meningkatkan nilai tambah sumber energi, mengelola energi secara etis dan berkelanjutan termasuk memperhatikan pelestarian fungsi lingkungan. c. Menyediakan energi yang terjangkau untuk kaum dhuafa dan untuk daerah yang belum berkembang. d. Mengembangkan kemampuan dalam negeri yang meliputi kemampuan pendanaan, teknologi dan sumber daya manusia dalam rangka menuju kemandirian.

2 2 e. Meningkatkan peran warga negara dalam mengusahakan sumber daya energi. f. Meningkatkan peran energi alternatif. Salah satu sasaran yang dicanangkan pemerintah melalui cetak biru ini adalah peranan energi baru dan terbarukan lainnya meningkat menjadi 5% pada tahun 2025 (Sekretariat Panitia Teknis Sumber Energi, 2006). Meningkatnya permintaan energi listrik di Indonesia saat ini tidak seimbang dengan ketersediaan suplai energi listrik, krisis energi listrik sudah merupakan suatu yang tidak dapat dihindari. Fenomena padamnya listrik dipulau Jawa merupakan merupakan pertanda bahwa pasokan energi listrik dalam sistem interkoneksi maupun konvensional tidak mampu memenuhi kebutuhan listrik untuk masyarakat dan industri yang terus meningkat, kondisi ini semakin diperburuk dengan harga bahan bakar minyak yang naik mengakibatkan mayoritas pembangkit listrik di luar pulau Jawa pembengkakan biaya operasional. Sudah waktunya mencari alternatif sistem pemasokan energi listrik yang lebih sesuai. Pemenfaatan potensi energi primer maupun energi alternatif tergantung pada kondisi wilayah dimana energi tersebut berada. Penentuan jenis pembangkit listrik harus memenuhi kriteria pengembangan dan pengelolaan energi listrik yakni keandalan, keamanan serta ekonomis (Agung, 2013). Jika dilihat daerah yang memiliki cadangan energi listrik terbesar adalah Jawa- Bali dengan pasokan listrik MW dan cadangan listrik sebanyak 31 %. Meskipun memiliki cadangan listrik paling besar di Indonesia daerah ini tidak jarang masih harus mengalami pemadaman bergilir. Jika pemerintah tidak mengatasi masalah krisis energi lisrik, Indonesia dapat mengalami krisis energi listrik lebih cepat dari tahun 2018 yang pada tahun Masih ada 20% atau sekitar 40 juta rakyat Indonesia yang belum menikmati fasilitas listrik hingga saat ini (Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia, 2016). Salah satu upaya sumber energi alternatif yang dapat dikembangkan adalah baterai. Baterai merupakan suatu peralatan elektronik yang mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik. Baterai mempunyai dua elektroda dimana reaksi kimia akan berlangsung dengan menghasilkan suatu elektron. Kedua elektroda dihubungkan dengan suatu larutan yang biasanya disebut elektrolit dan melaluinya ion dapat bergerak untuk

3 3 melengkapkan sebuah rangkaian sirkuit elektronik. Elektron yang dihasilkan dari anoda akan mengalir melalui sirkuit eksternal menuju katoda. Pergerakkan dari elektron ini akan menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan sebagai sumber energi bagi suatu peralatan elektronik (Alva & Mohd, 2011). Elektroda yang teroksidasi disebut anoda dan elektroda yang tereduksi disebut katoda. Elektroda dapat beroperasi jika dapat menghantarkan elektron dalam sistem baterai, sehingga harus memiliki daya hantar tinggi, tetapi untuk bisa beroperasi diperlukan separator. Sirkuit terbuka dalam sistem baterai yang dirangkaikan dalam keadaan standar energi bebas Gibbs yang mampu mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik. Alasan utama baterai menjadi energi alternatif karena bentuknya sederhana, ringan, tahan lama, dan dapat diisi ulang energinya (Minami et al., 2005). Secara umum baterai dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu: baterai primer dan baterai sekunder. Baterai primer merupakan baterai yang pemakaiannya hanya satu kali saja, karena baterai ini tidak dapat di cas. Sementara itu baterai sekunder adalah baterai yang dapat digunakan beberapa kali. Karena baterai jenis ini dapat di cas kembali jika daya dari baterai menurun atau habis (Berndt & Kiehne, 2003). Baterai primer sering dijumpai dalam bentuk sel tunggal seperti baterai silinder, baterai berbentuk kancing, ataupun dalam bentuk multisel yaitu baterai tunggal yang disusun dalam bentuk satu paket baterai. Baterai logam udara termasuk dalam baterai primer (Linden & Reddy, 2011). Baterai logam udara ini menggunakan logam sebagai anoda dan memerlukan oksigen dari udara yang masuk melalui katoda. Biasanya katoda ini merupakan suatu karbon berpori. Reaksi elektrokimia yang terjadi didalam baterai logam udara akan menghasilkan energi listrik (Alva & Mohd, 2011). Baterai sekunder, baterai ini dapat diisi daya kembali setelah daya dari baterai habis ataupun menurun kembali kepada kapasitas awal dari baterai. Pergerakan ion dan elektron ketika diisi daya kembali adalah berlawanan dengan pergerakan ion dan elektron ketika dalam waktu penggunaan. Pergerakan ion dan elektron ketika penggunaan bisanya disebut discas. Dengan demikian baterai sekunder dapat berfungsi sebagai peralatan elektronik penyimpan energi. Baterai sekunder mempunyai ciri seperti laju discas yang cepat, mempunyai kurva discas yang flat dan kebanyakan kasus adalah mempunyai kinerja yang baik pada temperatur yang rendah. Secara umum, densitas dari

4 4 baterai sekunder lebih rendah dari baterai primer (Linden & Reddy, 2011). Walaupun begitu, baterai logam udara ini ada peneliti yang mengklasifikasikan baterai logam udara sebagai baterai sekunder, karena beberapa baterai logam udara dapat di cas (Vincento & Benedetto, 2014). Baterai lagam udara ini terdapat tiga komponen yang terdiri dari: anoda, katoda, dan elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang mampu menghantarkan arus listrik. Hal ini untuk pertama kalinya diterangkan oleh Svante August Arrhenius ( ), seorang ilmuan dari Swedia. Arrhenius menemukan bahan zat elektroit dalam air akan terurai menjadi partikel-partikel berupa atom atau gugus atom yang bermuatan listrik. Karena secara total larutan tidak bermuatan, maka jumlah muatan positif harus sama dengan muatan negatif. Contoh larutan elektrolit: NaCL, HCL, NaOH, Al(OH) 3, HNO 3. Adapun larutan non elektrolit: larutan gula (C 6 H 22 O 6 ), Etanol (C 2 H 5 OH). Elektrolit merupakan bagian penting dalam sel elektrokimia baik dalam pengoperasiannya dan dalam sistem kelengkapannya. Selain itu elektrolit harus dapat menghantarkan elektron dan menghasilkan elektron untuk menjalankan sel elektrokimia (Lorenzo et al., 2014). Pada baterai ini, logam akan mengalami reaksi oksidasi pada anoda dan dengan menghasilkan ion logam serta elektron, ion logam yang dihasilkan akan bermigrasi melewati matriks sol-gel menuju lapisan elektrolite untuk melengkapkan reaksi pada katoda. Sementara elektron yang dihasilkan pada anoda akan bergerak menuju katoda melalui sirkuit eksternal dan bereaksi dengan oksigen dari udara di katoda (Tamez & Julie, 2007). Permasalahan yang sering terjadi pada baterai logam udara adalah korosi terhadap anoda kebanyakan penelitian terdahulu mengatasinya dengan suatu material polimer dengan membuat padatan atau ionic liquid. Membran padatan yang biasa dipakai oleh penelitian terdahulu yaitu menggunakan polimer namun masalah dengan polimer sekarang ini adalah dari segi pembuatannya (preparation) lambat bahkan susah. Maka ditemukan alternatif polimer lain yaitu dengan menggunakan tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA) dengan sifat seperti biocompatible (Tanaka et al., 2014). Tetapi masalahnya polimer yang ada saat inipun seperti tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA) peyediaannya menggunakan pengaliran (reflux) dengan sistem pemanasan (thermal) yang waktunya 7 sampai 8 jam atau dengan waktu yang tidak sebentar (Mochizuki et al., 2009), maka penelitian ini mencoba untuk

5 5 menggunakan foto polimer karena waktu dalam penyediaan tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA) lebih singkat. Hal ini didasarkan kepada bahwa beberapa jenis acrylate itu bisa di foto polimerkan seperti potassium ion sensor berdasarkan photocured (Alva & Lee, 2011), maka disini penulis mencoba untuk mengambil judul Pembuatan Baterai Seng Udara Menggunakan Foto Polymer Tetrahydrofurfuryl Acrylate (THFA). 1.2 RUMUSAN MASALAH Untuk lebih memfokuskan permasalahan dalam penelitian ini maka peneliti merumuskan: 1) Perlu adanya energi alternatif. 2) Baterai logam udara mudah terkorosi maka perlu alternatif material yang bisa membantu untuk baterai tersebut agar tidak mudah terkorosi. 3) Reparasi membran dengan foto polimer tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA). 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Melakukan perpaduan (synthesis) dan optimasi pembuatan. 2. Karakterisasi tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA). 3. Mempelajari kinerja baterai seng udara yang berdasarkan foto polymer tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA) dengan digital multimeter/avo meter (Ampere Volt Ohm meter). 1.4 BATASAN DAN RUANG LINGKUP PENELITIAN Untuk menghindari meluasnya masalah dan mempermudah memahami permasalahan yang akan dibahas maka perlu batasan masalah, yaitu: 1. Bahan baku yang digunakan adalah seng udara. 2. Pembuatan membran hanya menggunakan teknik foto polimer. 3. Katoda udara yang digunakan berdasarkan penelitian sebelumnya.

6 6 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN Bab I pendahuluan yaitu berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan dan ruang lingkup penelitian serta sistematika penulisan tugas akhir. Bab II tinjauan pustaka membicarakan tentang teori-teori yang mendukung dan berhubungan dengan penelitian yang dijadikan sumber dalam pembahasan pembuatan tugas akhir. Bab III akan menjelaskan metodologi penelitian yang berisi tentang metode-metode pembahasan yang digunakan dalam menyelesaikan tugas akhir, proses kerja pengambilan data, serta diagram alir proses pelaksanaan tugas akhir dari mulai sampai selesai. Pada bab IV ini akan menjelaskan kajian dari efek fotoinisiator yang akan mempengaruhi beberapa parameter seperti waktu pempolimeran, kelarutan poly tetrahydrofurfuryl acrylate (pthfa), dan sifat transition glass (Tg) poly tetrahydrofurfuryl acrylate (pthfa). Lalu menjelaskan hasil analisis struktur poly tertrahydrofurfuryl acrylate (pthfa) dengan menggunakan instrumen seperti Fourier Transform Infrared (FTIR), dan terakhir dilakukan pengujian terhadap kinerja baterai. Bab V kesimpulan dan saran berisi tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan percobaan yang telah dilakukan, serta saran terhadap hasil penelitian yang telah dilakukan.