Analisa Konduktifitas Material Fly Ash dan Bottom Ash sebagai Katoda pada Baterai Udara

Aditya Pradana, Titik Nurhayati, Satria Pinandita

Abstract


Kegiatan distribusi listrik yang dilakukan PLTU Tanjung Jati B yang berlokasi di Kabupaten Jepara menyisakan limbah hasil pembakaran batubara berupa abu fly ash dan botton ash (FABA), dengan tekstur warna abu-abu dan hitam. Limbah FABA hanya dimanfaatkan 30% untuk campuran semen dan sisanya menumpuk terbengkalai. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis konduktivitas pada katoda udara menggunakan material limbah batubara FABA sebagai pengganti dari karbon aktif untuk dimanfaatkan sebagai baterai ramah lingkungan. Penelitian ini merupakan penelitian terapan dengan metode eksperimen. Data penelitian diperoleh melalui eksperimen pengujian di Laboratorium Konversi Energi Listrik Universitas Semarang menggunakan FABA yang diperoleh dari PLTU Tanjung Jati B. Penelitian dimulai dengan pengambilan sampel FABA dari PLTU Tanjung Jati B, penyaringan, dan pengujian konduktifitas dengan variasi Carbon dan Graphite. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, ditemukan bahwa baterai udara dengan memanfaatkan fly ash dan grafit dengan tegangan yang dihasilkan sebesar 2,58 V mampu menghidupkan lampu LED selama 4 hari. Untuk meningkatkan besar tegangan yang dihasilkan baterai ditambahkan larutan NaOH dengan perbandingan 1:4:2. (Fly Ash : Grafit : NaOH) Setelah ditambahkan larutan Na2Co3 tegangan meningkat menjadi 2,76 V. Ketiga bahan tersebut (Fly Ash, Grafit, NaOH) direkatkan dengan lem kertas untuk mendapatkan karakteristik kaku, teksturnya halus, cepat kering, luntur, doff, dan dapat menghantarkan listrik. Pengolahan limbah batubara FABA dapat mengatasi permasalahan PLTU Tanjung Jati B dan masyarakat untuk mengurangi penumpukan limbah batubara melalui penciptaan teknologi rekayasa berupa baterai udara.

Keywords


Limbah FABA; Katoda Udara; Konduktivitas; Karbon Aktif; Baterai Udara

Full Text:

PDF

References


C. Nugraha and Rolliyah, Pemanfaatan Fly Ash dan Bottom Ash untuk Pengelolaan Batuan dan Air Asam Di Tambang Batubara. Jakarta Timur: Direktorat Penilaian Kinerja Pengelolaan Limbah B3 dan Limbah Non B3 Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, 2021.

H. Pratama and A. Rauf, “Penerapan Waste Hierarchy Pada Limbah B3 Abu Batubara PT. AMNT,” in PROSIDING, Seminar Teknologi Kebumian dan Kelautan (SEMITAN II), Surabaya: Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya (ITATS), Jul. 2020, pp. 273–276. [Online]. Available: http://tvrisumbar.co.id

A. K. Ram and S. Mohanty, “State of the art review on physiochemical and engineering characteristics of fly ash and its applications,” International Journal of Coal Science and Technology, vol. 9, no. 1. Springer International Publishing, Dec. 01, 2022. doi: 10.1007/s40789-022-00472-6.

J. C. Hower et al., “Generation and nature of coal fly ash and bottom ash,” in Coal Combustion Products (CCPs): Characteristics, Utilization and Beneficiation, Elsevier, 2017, pp. 21–65. doi: 10.1016/B978-0-08-100945-1.00002-2.

I. P. Yulistiowarno and M. Anwar, “Pengaruh Korona Listrik Terhadap Proses Particle Chargingdalam Sistem Electrostatic Precipitator,” Jurnal Vocational Teknik Elektronika dan Informatika, vol. 10, no. 2, pp. 37–41, 2022, [Online]. Available: http://ejournal.unp.ac.id/index.php/voteknika/index

C. D. Tsadilas and E. Evangelou, “Coal Fly Ash Utilization for Boron Management in Soils, Plants, and Waters,” in Environmental Materials and Waste: Resource Recovery and Pollution Prevention, Elsevier Inc., 2016, pp. 647–663. doi: 10.1016/B978-0-12-803837-6.00025-1.

H. Yulinawati, S. Zulaiha, R. Prostianty, and L. Siami, “Kontribusi Metropolitan terhadap Polutan Udara Berbahaya Timbal dan Merkuri dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap (Batu Bara),” in Seminar Nasional Pembangunan Wilayah dan Kota Berkelanjutan, 2019, pp. 21–30.

F. Anggara, H. T. B. M. Petrus, D. A. A. Besari, H. Manurung, and F. Y. A. Saputra, “Tinjauan Pustaka Karakterisasi dan Potensi Pemanfaatan Fly Ash dan Bottom Ash (FABA),” Buletin Sumber Daya Geologi, vol. 16, no. 1, pp. 53–70, 2021.

A. D. Cahyono and T. Agung R, “Pemanfaatan Fly Ash Batubara sebagai Adsorben dalam Penyisihan COD dari Limbah Cair Domestik Rumah Susun Wonorejo Surabaya,” Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan, vol. 4, no. 1, pp. 1–9, 2012.

C. Wang, G. Xu, X. Gu, Y. Gao, and P. Zhao, “High value-added applications of coal fly ash in the form of porous materials: A review,” Ceramics International, vol. 47, no. 16. Elsevier Ltd, pp. 22302–22315, Aug. 15, 2021. doi: 10.1016/j.ceramint.2021.05.070.

P. Cong and Y. Cheng, “Advances in geopolymer materials: A comprehensive review,” Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), vol. 8, no. 3. Chang’an University, pp. 283–314, Jun. 01, 2021. doi: 10.1016/j.jtte.2021.03.004.

R. K. Majhi and A. N. Nayak, “Properties of Concrete Incorporating Coal Fly Ash and Coal Bottom Ash,” Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, vol. 100, no. 3, pp. 459–469, Sep. 2019, doi: 10.1007/s40030-019-00374-y.

J. Ayala and B. Fernández, “A case study of landfill leachate using coal bottom ash for the removal of Cd2+, Zn+ and Ni2+,” Metals (Basel), vol. 6, no. 12, Dec. 2016, doi: 10.3390/met6120300.

E. Khaksar Najafi, R. Jamshidi Chenari, and M. Arabani, “The Potential use of Clay-Fly Ash Geopolymer in the Design of Active-Passive Liners: a Review,” Clays Clay Miner, vol. 68, no. 4, pp. 296–308, Aug. 2020, doi: 10.1007/s42860-020-00074-w.

V. Gadore and M. Ahmaruzzaman, “Tailored fly ash materials: A recent progress of their properties and applications for remediation of organic and inorganic contaminants from water,” Journal of Water Process Engineering, vol. 41. Elsevier Ltd, Jun. 01, 2021. doi: 10.1016/j.jwpe.2020.101910.

K. Yodyawira, R. S., and A. Wibowo, “Pengaruh Campuran Kadar Bottom Ash dan Lama Perendaman Air Laut Terhadap Kuat Geser Pada Balok,” Jurnal Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Brawijaya, vol. 1, no. 2, pp. 1–16, 2014.

F. F. Hanum, A. Rahayu, U. M. Sutopo, and Z. Mufrodi, “Coal Fly Ash Characterization from Cement Industry ‘X’ as an Initial Study in Its Utilization,” CHEMICA: Jurnal Teknik Kimia, vol. 7, no. 1, pp. 57–62, Jun. 2020, doi: 10.26555/chemica.v7i1.16715.

E. Wardhani, M. Sutisna, and A. H. Dewi, “Evaluasi Pemanfaatan Abu Terbang (Fly Ash) Batubara Sebagai Campuran Media Tanam pada Tanaman Tomat (Solanum lycopersicum),” Jurnal Itenas Rekayasa, vol. 1, no. XVI, pp. 44–56, 2012.

M. Munir, “Pemanfaatan Abu Batubara (Fly Ash) Untuk Hollow Block Yang Bermutu dan Aman Bagi Lingkungan,” Program Pascasarjana , Universitas Diponegoro, Semarang, 2008.

T. S. Indriyati, A. Malik, and Y. Alwinda, “Kajian Pengaruh Pemanfaatan Limbah FABA (Fly Ash dan Bottom Ash) Pada Konstruksi Lapisan Base Perkerasan Jalan,” Jurnal Teknik, vol. 13, no. 2, pp. 112–119, 2019.

Y. Lu et al., “Physical and chemical properties, pretreatment, and recycling of municipal solid waste incineration fly ash and bottom ash for highway engineering: A literature review,” Advances in Civil Engineering, vol. 2020. Hindawi Limited, 2020. doi: 10.1155/2020/8886134.

Y. K. Hong, J. W. Kim, H. S. Kim, S. P. Lee, J. E. Yang, and S. C. Kim, “Bottom ash modification via sintering process for its use as a potential heavy metal adsorbent: Sorption kinetics and mechanism,” Materials, vol. 14, no. 11, Jun. 2021, doi: 10.3390/ma14113060.

M. Rafieizonooz, J. Mirza, M. R. Salim, M. W. Hussin, and E. Khankhaje, “Investigation of coal bottom ash and fly ash in concrete as replacement for sand and cement,” Constr Build Mater, vol. 116, pp. 15–24, Jul. 2016, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.080.

P. Morla, R. Gupta, P. Azarsa, and A. Sharma, “Corrosion evaluation of geopolymer concrete made with fly ash and bottom ash,” Sustainability (Switzerland), vol. 13, no. 1, pp. 1–16, Jan. 2021, doi: 10.3390/su13010398.

M. E. Kalaw, A. Culaba, H. Hinode, W. Kurniawan, S. Gallardo, and M. A. Promentilla, “Optimizing and characterizing geopolymers from ternary blend of philippine coal fly ash, coal bottom ash and rice hull ash,” Materials, vol. 9, no. 7, 2016, doi: 10.3390/MA9070580.

P. Takarani, Yeheskel, D. Kalapadang, and Mardiah, “Pembuatan Baterai Seng Udara dan Uji Performansi dengan Perangkat Arduino,” in Prosiding Seminar Nasional Teknologi V, Samarinda: Fakultas Teknik - Universitas Mulawarman, Oct. 2019, pp. 165–172.

R. Andrian, R. L. Ningrum, and Mardiah, “Pembuatan Silika Dari Abu Boiler Kelapa Sawit Sebagai Katoda Udara Pada Baterai Logam Udara,” Jurnal Chemurgy, vol. 04, no. 2, pp. 24–29, 2020.

F. Muzdalifah, “Pemanfaatan Bottom Ash Batubara Sebagai Adsorben dalam Penyerapan Logam Mangan (Mn) dari Larutan Artifisial KMnO4,” Program Studi Teknik Kimia, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang, 2017.

I. P. A. A. Payadnya and I. G. A. N. T. Jayantika, Panduan Penelitian Eksperimen Beserta Analisis Statistik dengan SPSS , Cetakan Pertama. Sleman: PENERBIT DEEPUBLISH, 2018.

T. Defi, Z. Helwani, and Khairat, “Pemanfaatan Fly Ash Sawit Sebagai Katalis Asam dalam Proses Ekterifikasi Gliserol Sebagai Produk Samping Biodiesel Menjadi Triacetin,” Jom FTEKNIK, vol. 3, no. 1, pp. 1–7, 2016.

F. Anggara, H. T. B. M. Petrus, D. A. A. Besari, H. Manurung, and F. Y. A. Saputra, “Tinjauan Pustaka Karakterisasi dan Potensi Pemanfaatan Fly Ash dan Bottom Ash (FABA),” Buletin Sumber Daya Geologi, vol. 16, no. 1, pp. 53–70, 2021.

D. A. A. Besari, F. Anggara, W. Rosita, and H. T. B. M. Petrus, “Characterization and mode of occurrence of rare earth elements and yttrium in fly and bottom ash from coal-fired power plants in Java, Indonesia,” Int J Coal Sci Technol, vol. 9, no. 1, Dec. 2022, doi: 10.1007/s40789-022-00476-2.

A. Artadi, Sudaryo, and Aryadi, “Penggunaan Grafit Batu Baterai Sebagai Alternatif Elektroda Spektrografi Emisi,” JFN, vol. 1, no. 2, pp. 105–120, 2007.

R. Gandhimathi, A. Babu, P. V. Nidheesh, S. T. Ramesh, and T. S. Anantha Singh, “Laboratory Study on Leachate Treatment by Electrocoagulation Using Fly Ash and Bottom Ash as Supporting Electrolytes,” J Hazard Toxic Radioact Waste, vol. 19, no. 3, Jul. 2015, doi: 10.1061/(asce)hz.2153-5515.0000240.

R. A. Rahman, N. Latifah, and Mardiah, “Pembuatan Karbon Aktif dari Limbah Biomassa sebagai Bahan Baku Katoda Udara,” Jurnal Chemurgy, vol. 03, no. 01, pp. 22–26, 2019.




DOI: https://doi.org/10.37905/jjeee.v6i1.23003

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Published by:
Electrical Engineering Department
Faculty of Engineering
State University of Gorontalo
Jenderal Sudirman Street No.6, Gorontalo City, Gorontalo Province, Indonesia
Telp. 0435-821175; 081340032063
Email: redaksijjeee@ung.ac.id/redaksijjeee@gmail.com

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.