29 BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1 PENDAHULUAN Metode penelitian merupakan cara atau prosedur yang berisi tahapan-tahapan yang jelas disusun secara sistematis dalam proses penelitian. 3.2 DIAGRAM ALIR PENELITIAN Penelitian ini menggunakan diagram alir seperti berikut: Mulai a Studi Pustaka Persiapan Alat dan Bahan Tidak Uji Fungsi Uji Kinerja Ya Pembuatan katoda udara dengan variasi Arabic Gum Analisis Data Kesimpulan a Selesai Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.
30 3.3 TAHAPAN PENELITIAN 3.3.1 MULAI Tahap awal dimulainya penelitian. 3.3.2 STUDI PUSTAKA Studi pustaka merupakan pengumpulan teori-teori terkait katoda udara berdasarkan hasil tinjauan pustaka dan jurnal-jurnal penelitian katoda udara yang sudah ada penelitiannya untuk digunakan sebagai referensi penelitian dalam pembuatan katoda udara menggunakan variasi Arabic Gum sebagai Binder. 3.3.3 PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN Alat Digital Multimeter / AVO Meter (Ampere Volt Ohm Meter). Timbangan digital satuan gram dengan ketelitian 0,0000. Gunting. Hot Plate. Obeng. Spatulla. Kertas saring / tissue. Pisau cutter. Gelas ukur dalam satuan milliliter (ml). Labu pencampuran dalam satuan milliliter (ml). Pipet.
31 Penggaris. Bahan Batu baterai bekas untuk diambil karbonnya. Kaleng bekas minuman ringan. Casing katoda udara berbentuk baterai koin. Metal Mesh, dalam hal ini digunakan kawat nyamuk. Elektrolit. Plastik ataupun Isolatip. Air. Arabic Gum. Tissue. 3.3.4 LOKASI PENELITIAN Lokasi penelitian pembuatan baterai alumunium udara menggunakan variasi gum arab sebagai binder dilakukan di laboratorium proses produksi Teknik Mesin dan laboratrium material termaju Teknik Mesin Universitas Mercu Buana Jakarta. 3.3.5 PERANCANGAN ALAT Perancangan alat merupakan tahapan-tahapan pembuatan katoda udara menggunakan variasi gum arab sebagai pengikat. Berikut tahapan perancangan:
32 1. Pembuatan katoda udara dilakukan dengan 2 proses yang berbeda, pertama dengan memvariasikan suhu yang digunakan pada saat proses pengeringan yaitu pada temperatur 225 o C, 100 o C, 60 o C dan pengeringan tanpa perlakuan panas dengan menggunakan suhu ruangan. Kedua pembuatan katoda udara dari limbah baterai dilakukan dengan memvariasikan penggunaan gum arab sebagai matriks pengikat dengan perbandingan karbon dan Arabic gum sebesar 10:1, 10:2, 10:3, 10:4, 10:5, 10:6, 10:7, 10:8, dan 10:9. 2. Menyiapkan casing katoda udara baterai alumunium udara dengan bentuk baterai koin yang sudah memiliki pori-pori agar udara dapat diserap masuk oleh katoda ke dalam casing baterai alumunium udara dengan bentuk baterai koin. 3. Pembuatan larutan elektrolit dengan menguunakan KOH dengan konsentrasi 4 Molar untuk diteteskan pada media penyimpanan elektrolit (tissue) pada baterai alumunium udara. 4. Pembuatan anoda dari limbah bekas kaleng minuman ringan dengan bahan alumunium dan digunting dengan ukuran diameter luar 19,25 mm. 5. Setelah semua alat dan bahan yang sudah dibuat dan dipersiapkan selanjutnya merupakan tahapan perakitan (assembly) baterai alumunium udara yang terdiri dari katoda udara, anoda, tissue, dan penyuntikan elektrolit. 3.3.6 PEMBUATAN KATODA UDARA Pembuatan katoda udara dilakukan dengan 2 cara berbeda yakni dengan memberikan variasi suhu yang berbeda pada saat pengeringan dan melakukan variasi dalam penggunaan gum arab sebagai matriks pengikat. Dengan memberikan variasi suhu yang berbeda pada saat pengeringan, secara teoritis porositas karbon akan membesar
33 sejalan dengan perlakuan panas yang diberikan. Semakin besar porositas karbon pada katoda udara semakin mudah pula oksigen untuk masuk kedalam sistem baterai udara yang tentunya membuat kinerja baterai logam udara menjadi lebih baik. Demikian pula dengan variasi pengikat yang digunakan akan mempengaruhi kinerja katoda udara pada baterai logam udara. Tahapan pembuatan katoda udara secara lebih rinci dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 3.1 Tahapan pembuatan katoda alumunium udara. Nama Proses Foto Proses Preparasi karbon. Karbon diambil dari limbah batu baterai bekas.
34 Persiapan arabic gum sebagai binder. Persiapan karbon dan binder. Karbon dan binder ditimbang sesuai dengan komposisi yang sesuai dengan variasi yang sudah ditentukan.
35 Karbon dicampur dengan binder dan air destilasi. Campuran karbon dicetak diatas lembaran metal mesh dan kemudian dikeringkan pada suhu kamar, ataupun diberi perlakuan panas.
36 Sampel karbon yang diberikan perlakuan panas. Katoda udara kemudian dipotong sesuai bentuk casing yang digunakan. (dalam hal ini digunakan casing baterai koin). Katoda udara diletakkan dalam casing baterai koin.
37 Letakkan tissue diataas katoda udara sebagai media elektrolit. Larutan elektrolit diteteskan pada tissue. (larutan elektrolit yang digunakan berupa KOH dengan konsentrasi 4 molar). Anoda dalam hal ini logam aluminium diketakkan diatas media elektrolit.
38 Dilakukan pengujian pengukuran ttegangan yang dihasilkan dengan menggunakan multimeter. 3.3.7 UJI FUNGSI Uji fungsi merupakan tahapan pengujian menggunakan Multitester / AVO meter (Ampere Volt Ohm Meter) untuk mengetahui ada tidaknya arus dan tegangan listrik pada baterai alumunium udara dari masing masing sampel katoda udara. 3.3.8 ANALISIS DATA Tahap analisis data merupakan tahapan menganalisa data yang didapat dari hasil pengujian dan pengukuran pada pembuatan katoda udara yang diaplikasikan pada baterai aluminium udara. Kemudian dihubungkan dengan studi pustaka dan teori-teori terkait dengan fenomena tegangan dan arus yang dihasilkan pada pembuatan baterai alumunium udara.
39 3.3.9 KESIMPULAN Kesimpulan berisi hasil penelitian pembuatan katoda udara menggunakan variasi Binder. Pada kesimpulan ini juga berisi komposisi dan variasi pengikat yang optimal untuk digunakan dalam pembuatan baterai alumunium udara. 3.3.10 SELESAI Tahap selesai penelitian. 3.4 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 tegangan (V) dan arus (ma) listrik yang dihasilkan. 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.
63