1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Ketersediaan

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. 0983 K/16/MEM/2004 telah
ditindaklanjuti dengan menyusun Blueprint Pengelolaan Energi Nasional (BP-PEN)
2005-2025. 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.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
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 JawaBali dengan pasokan listrik 23.900 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 2016. 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
http://digilib.mercubuana.ac.id/
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
http://digilib.mercubuana.ac.id/
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 (1859-1927),
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, HNO3.
Adapun larutan non elektrolit: larutan gula (C6H22O6), Etanol (C2H5OH). 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
http://digilib.mercubuana.ac.id/
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.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
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.
http://digilib.mercubuana.ac.id/