BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian Penelitian dengan judul desain dan pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif menggunakan proses elektrokimia untuk menghasilkan potensial (V) dan arus listrik (ma), digunakan dua elektroda yaitu alumunium sebagai anoda mengalami reaksi oksidasi dan karbon aktif sebagai elektroda katoda udara melibatkan gas oksigen yang mengalami reaksi reduksi. Jenis penelitian yang digunakan yaitu penelitian dan pengembangan. Penelitian dan pengembangan adalah rangkaian proses atau langkah-langkah dalam rangka mengembangkan suatu produk baru atau menyempurnakan produk yang sudah ada. 62
63 Mulai Studi Pustaka Persiapan Alat dan Bahan Perancangan Baterai Pembuatan Baterai Alumunium Udara Menggunakan Variasi Karbon Aktif Uji Fungsi Uji Kinerja Analisis Data Ya Ya Tidak Tidak Kesimpulan Selesai Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.
64 Metode penelitian merupakan cara atau prosedur yang berisi tahapan-tahapan yang jelas disusun secara sistematis dalam proses penelitian. Setiap tahapan maupun bagian yang menentukan tahapan selanjutnya sehingga harus dilalui dengan teliti. 3.2 Tahapan Penelitian 3.2.1 Mulai Tahap awal dimulainya penelitian. 3.2.2 Studi Pustaka Studi pustaka merupakan pengumpulan teori-teori terkait baterai alumunium udara berdasarkan hasil tinjauan pustaka dan jurnal-jurnal penelitian baterai alumunium udara yang sudah ada penelitiannya untuk digunakan sebagai referensi penelitian dalam desain dan pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif. 3.2.3 Persiapan Alat dan Bahan a. Alat Ampere Volt Ohm Meter Timbangan digital satuan gram dengan ketelitian 0.0000 gram. Gunting. Arloji kaca. Spatulla. Kertas minyak. Pisau cutter.
65 Gelas ukur dalam satuan milliliter (ml). Suntikan dalam satuan mililiter (ml). Penggaris. SEM (Scanning Electrone Microscope). Gambar 3.2 Alat scanning electrone microscope. EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy). Gambar 3.3 Alat electrochemical impedance spectroscopy.
66 b. Bahan Karbon aktif tempurung kelapa lokal, karbon aktif tempurung kelapa impor buatan Filipina dan karbon aktif tempurung kelapa penjernih air aquarium. Kaleng bekas minuman ringan sample A, B dan C. Casing katoda udara baterai koin. Garam dapur. Air. Katalis. Tissue. Kertas minyak. c. Lokasi Penelitian Lokasi penelitian pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif dilakukan di laboratorium proses produksi Teknik Mesin Universitas Mercu Buana Jakarta, lokasi analisa hasil pembuatan dan pengujian baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif dilakukan di laboratorium Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) di Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (PUSPIPTEK) Serpong, Tangerang. 3.2.4 Perancangan Baterai Perancangan baterai merupakan tahapan-tahapan pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif. Berikut tahapan perancangan:
67 1. Pembuatan anoda dari limbah bekas kaleng minuman ringan sample A, B dan C dengan bahan alumunium dengan ukuran diameter luar 0.01925 m. 2. Menyiapkan casing katoda udara baterai alumunium udara dengan bentuk baterai koin yang sudah memiliki pori-pori agar udara dapat diserap masuk oleh karbon aktif ke dalam casing baterai alumunium udara dengan bentuk baterai koin. 3. Pembuatan larutan elektrolit dari air garam (NaCl) dengan komposisi 2.5 gram, 3.5 gram dan 4.5 gram dalam 0.1 L air kemudian dilarutkan dan menghasilkan persentase 2.5%, 3.5% dan 4.5%. Masing-masing dari persentase yang dibuat digunakan larutan NaCl sebanyak 0.0001 L untuk diteteskan pada media penyimpanan elektrolit (tissue) pada baterai alumunium udara. 4. Pembuatan katoda udara dari karbon aktif tempurung kelapa lokal, karbon aktif tempurung kelapa impor buatan Filipina dan karbon aktif tempurung kelapa penjernih air aquarium dengan komposisi: a) 0.198 gram. b) 0.196 gram. c) 0.194 gram. 5. Setelah semua alat dan bahan yang sudah dibuat dan dipersiapkan selanjutnya merupakan tahapan perakitan baterai alumunium udara yang terdiri dari anoda, tissue, penyuntikan elektrolit, menaburkan karbon aktif dan katalis yang sudah dicampur ke dalam volume casing sekaligus katoda baterai koin pada baterai alumunium udara, kemudian tissue yang sudah disuntikan larutan elektrolit dan anoda baterai yang terbuat dari kaleng
68 bekas minuman ringan dipasang ke casing baterai koin dan anoda menutup isi baterai alumunium udara. 3.2.5 Pembuatan Baterai Alumunium Udara Menggunakan Variasi Karbon Aktif Pembuatan baterai alumunium udara terbagi menjadi 3 tahapan utama yaitu, Tahap 1 menggunakan kaleng bekas minuman ringan sample A, Tahap 2 menggunakan kaleng bekas minuman ringan sample B dan Tahap 3 menggunakan kaleng bekas minuman ringan sample C. Berdasarkan hasil penelitian katalis optimal yang digunakan pada karbon aktif sebanyak 0.002 gram (Fazri, 2016), konsentrasi elektrolit NaCl 4.5 % sebanyak 0.0001 L (Riyan, 2016) dan pembuatan anoda alumunium dari kaleng bekas minuman ringan menggunakan sample A (Pardan, 2016). Dalam pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif tersebut digunakan tiga variasi karbon aktif dengan komposisi sebagai berikut: Komposisi: 1. 0.198 gram karbon aktif tempurung kelapa lokal, 0.002 gram katalis, elektrolit NaCl konsentrasi 4.5% (0.0001 L) dan anoda alumunium kaleng bekas minuman menggunakan sample A. 2. 0.198 gram karbon aktif tempurung kelapa impor buatan Filipina, 0.002 gram katalis, elektrolit NaCl konsentrasi 4.5% (0.0001 L) dan anoda alumunium kaleng bekas minuman menggunakan sample A. 3. 0.198 gram karbon aktif tempurung kelapa penjernih air aquarium, 0.002 gram katalis, elektrolit NaCl konsentrasi 4.5% (0.0001 L) dan anoda alumunium kaleng bekas minuman menggunakan sample A.
69 Tabel 3.1 Tahapan pembuatan baterai alumunium udara. No Nama Proses Foto Proses 1. Persiapan Casing Baterai Koin Sebagai Katoda Baterai Alumunium Udara. Persiapan Cover Kaleng Bekas Minuman Sebagai Anoda. Persiapan Karbon Aktif dan Katalis.
70 Pengemasan Karbon Aktif dan Katalis. Persiapan Garam dan Air. Persiapan Tissue Sebagai Media Penyimpanan Elektrolit.
71 2. Mencampur Karbon Aktif dan Katalis. Melarutkan Garam dan Air Untuk dijadikan Larutan Elektrolit (NaCl). 3. Masukan Karbon Aktif Ke Casing Baterai Koin Sebagai Katoda.
72 Lekatkan Tissue Pada Kaleng Minuman Sebagai Anoda. Suntikan Larutan Elektrolit (NaCl) Sebanyak 0.0001 L Pada Tissue. Pasang Anoda Baterai Pada Bagian Bawah Katoda Baterai.
73 4. Pengujian Pengukuran Baterai Alumunium Udara Menggunakan Ampere Volt Ohm Meter. 5. Produk Baterai Alumunium Udara Jenis Baterai Koin. 3.2.6 Uji Fungsi Uji fungsi merupakan tahapan pengujian menggunakan ampere volt ohm meter untuk mengetahui potensial (V) dan arus listrik (ma) pada baterai alumunium udara dengan menggunakan variasi variasi karbon aktif tempurung kelapa lokal, variasi karbon aktif tempurung kelapa impor buatan Filipina, variasi karbon aktif tempurung kelapa penjernih air aquarium.
74 3.2.7 Uji Kinerja Uji kinerja merupakan pengujian menggunakan beban dengan tegangan dan arus yang disesuaikan untuk mengetahui baterai alumunium udara tersebut mampu bekerja atau tidak. 3.2.8 Analisis Data Tahap analisis data merupakan tahapan menganalisa data yang didapat dari hasil pengujian dan pengukuran pada pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif. Kemudian dihubungkan dengan studi pustaka dan teori-teori terkait dengan fenomena grafik potensial dan arus listrik yang dihasilkan pada pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif. 3.2.9 Kesimpulan Kesimpulan berisi hasil penelitian pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi karbon aktif tempurung kelapa lokal, karbon aktif tempurung kelapa impor buatan Filipina dan karbon aktif tempurung kelapa penjernih air aquarium yang telah dilakukan. Pada kesimpulan ini juga berisi komposisi dan variasi karbon aktif yang optimal untuk digunakan dalam pembuatan baterai alumunium udara. 3.2.10 Selesai Tahap selesai penelitian.
75 3.3 Metode Pengumpulan Data Dalam proses pengambilan data dikelompokkan menjadi beberapa kelompok proses pengambilan data, diantaranya: 1. Data Primer Data primer adalah data yang diperoleh dari pengamatan dan penelitian secara langsung. Pengambilan data primer ini dilakukan dengan cara membuat percobaan pengujian baterai alumunium udara dengan komposisi yang sudah ditentukan. Kemudian menguji potensial (V) dan arus listrik (ma) yang dihasilkan selama 5 jam berturut-turut. 2. Data Sekunder Data sekunder merupakan data yang tidak langsung diamati oleh peneliti. Data sekunder merupakan hasil dari studi pustaka dan jurnal-jurnal terkait yang sudah dilakukan penelitiannya yang disesuaikan dengan permasalahan judul tugas akhir.