Sintesis Dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Biomassa Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Aktivator ZnCl2 dan H3PO4 Sebagai Material Elektroda Superkapasitor

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah padat terbesar dari sisa pengolahan tanda kelapa sawit. TKKS memiliki kandungan kelompok lignoselulosa yang tinggi sehingga berpotensi untuk diolah menjadi karbon aktif. Untuk mengkonversi biomassa TKKS menjadi karbon aktif dibutuhkan proses karbonisasi dan aktivasi. Karbon aktif dari biomassa memiliki potensi yang cukup besar untuk dijadikan sebagai material elektroda pada superkapasitor. Hal ini dikarenakan karbon aktif dari biomassa memiliki luas permukaan yang besar, ukuran volume pori yang tersebar merata. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa pengaruh penambahan variasi agen aktivasi kimia ZnCl2 H3PO4 terhadap kadar air, kadar abu, zat terbang, fixed carbon, daya serap metilen biru dan pengaruh terkadap karakteristik secara fisik dan elektrokimia. Sehingga dapat diketahui karbon aktif yang memilki karakteristik terbaik sebagai material penyusun elektroda superkapasitor. Proses pembuatan karbon aktif dilakukan dengan menggunakan proses karbonisasi dan aktivasi. Proses karbonisasi dilakukan dengan menggunakan metode hidrotermal pada suhu 180oC selama 8 jam dengan rasio perbandingan TKKS dan air adalah 1:15 (b/v). Pada proses aktivasi dilakukan secara kimia menggunakan ZnCl2 dan H3PO4 dengan variasi sampel dan agen aktivasi adalah 1:3 dan 1:4 (b/v). sampel yang sudah diaktivasi kemudian akan dipirolisis menggunakan suhu 800oC selama 1 jam. Sintesis karbon aktif yang dilakukan mengggunakan metode hidrotermal-pirolisis menghasilkan karbon aktif dengan gabungan mikropori dan mesopori. Metode hidrotermal-pirolisis menghasilkan fixed carbon berkisar pada 86-95% Variasi agen aktivasi memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai kadar air, kadar abu, dan daya serap metilen biru namun tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai zat terbang. Hasil pengujian FTIR karbon aktif dengan agen aktivasi ZnCl2 dan H3PO4 sudah menunjukkan ikatan selulosa yang terdapat pada TKKS sudah banyak yang terputus akibat dari proses karbonisasi. Pada hasil XRD puncak amorf terdeteksi pada sudut 2θ 22,5° dan 44° yang menujukkan puncak (002) dan (100). Dari hasil XRD juga dapat dilihat sturktur karbon yang terbentuk adalah amorf dengan nilai kristalit karbon aktif ZnCl2 sebasar 1,34 nm dan karbon aktif H3PO4 sebesar 0,94 nm. Dari hasil pengujian adsorpsi-desorpsi N2 diketahui bahwa luas permukaan BET tertinggi pada karbon aktif ZnCl2 1:4 yaitu 831,584 m2/g dan yang terkecil pada karbon aktif H3PO4 1:3 yaitu 675,412 m2/g, luas permukaan karbon aktif dengan rasio aktivator 1:4 lebih tinggi dibandingkan dengan rasio 1:3. Hasil pengujian juga menunjukkan bahwa karbon aktif sudah membentuk struktur pori dengan dominasi mesopori-mikropori. Hasil pengujian Cyclic Voltammetry menujukkan bahwa karbon aktif ZnCl2 dan H3PO4 sudah membentuk kurva hysteresis double layer, sedangkan untuk nilai kapasitansi tertinggi pada karbon aktif ZnCl2 1:4 pada scan rate 10 mV/s yaitu sebesar 129.3301 F/g. Saran yang dapat dipertimbangkan dalam penelitian selanjutnya untuk menyempurnakan penelitian ini yaitu perlu dilakukan proses pencucian yang lebih baik untuk hasil karbon aktif yang lebih bersih tanda adanya sisa agen aktivasi dan melakukan optimasi agen aktivasi dan suhu karbonisasi untuk memperoleh mesopori yang lebih banyak