Siapa sangka, sisa sisik ikan nila yang biasanya berakhir sebagai sampah dapur kini punya jalan hidup baru yang jauh lebih bermanfaat. Sekelompok mahasiswa Universitas Padjadjaran (Unpad) berhasil mengolah limbah tersebut menjadi bahan baku anode untuk baterai ion-natrium, sebuah alternatif penyimpan energi yang digadang-gadang bisa menggantikan peran baterai litium di masa depan.
Riset yang tergabung dalam Program Kreativitas Mahasiswa Riset Eksakta (PKM-RE) ini berangkat dari dua persoalan sekaligus. Di satu sisi, limbah sisik ikan selama ini belum banyak dimanfaatkan secara optimal, padahal jumlahnya melimpah seiring tingginya konsumsi ikan nila di Indonesia. Di sisi lain, kebutuhan akan material penyimpan energi yang lebih berkelanjutan terus mendesak, mengingat baterai litium yang selama ini jadi andalan memiliki keterbatasan dari sisi ketersediaan bahan baku dan biaya produksi yang cenderung mahal.
Alasan Sisik Ikan Nila Jadi Pilihan yang Tepat
Inovasi ini lahir dari Tim Riset Eksakta Program Kreativitas Mahasiswa (PKM-RE) Unpad yang beranggotakan Achmad Syah Nizar El Java, Aorenza Delviana Putri, Kevin Fauzy Rizky, Dimas Ardianto Wiratama, dan Fitriani Nur Hidayat, di bawah bimbingan dosen Noto Susanto Gultom, S.Pd., M.Sc., Ph.D. Mereka mengolah sisik ikan nila menjadi hard carbon, material karbon yang secara ilmiah memang cocok untuk menyimpan ion pada baterai.
Pemilihan sisik ikan nila bukan tanpa alasan. Bahan ini kaya akan kolagen, protein alami yang di dalamnya sudah mengandung unsur nitrogen. Berdasarkan penjelasan dari Kanal Media Unpad, kandungan itulah yang menjadi dasar konsep in-situ self-doping nitrogen, di mana nitrogen bisa didapat langsung dari biomassa tanpa perlu ditambahkan bahan kimia dari luar.
Noto Susanto Gultom menjelaskan pendekatan ini secara lebih rinci saat dihubungi Antara.
"Melalui konsep in-situ self-doping nitrogen, proses pengayaan nitrogen pada material anode dapat bersumber langsung dari biomassa tanpa memerlukan bahan doping kimia dari luar," katanya.
Performa Anode Baterai yang Menjanjikan
Untuk mengetahui karakteristik terbaik, tim mensintesis sisik ikan nila melalui proses pirolisis atau pemanasan suhu tinggi tanpa oksigen, pada tiga variasi suhu: 600°C, 700°C, dan 800°C. Ketiganya menghasilkan struktur karbon turbostratic dengan jarak antar-lapis yang lebih lebar dibanding grafit, kondisi yang menguntungkan untuk penyimpanan ion natrium.
Dari sisi kapasitas, sampel HC-600 mencatatkan kapasitas discharge awal tertinggi sebesar 111,61 mAh/g. Sayangnya, efisiensi siklus awalnya (Initial Coulombic Efficiency/ICE) masih tergolong rendah, yakni hanya 37,8 persen.
Ilustrasi skema kerja baterai ion-natrium secara umum, material hard carbon sebagai anode dalam proses penyimpanan energi | Sumber: news.fsu.edu | Kredit Gambar: Courtesy of Yan Zeng
Justru sampel HC-800 tampil lebih meyakinkan dari sisi stabilitas jangka panjang. Sampel ini mencatat ICE tertinggi sebesar 69,2 persen, dengan efisiensi di siklus kedua yang melonjak hingga 94,8 persen, menandakan kemampuan menyimpan dan melepas energi yang jauh lebih stabil dibanding varian lainnya.
Hasil pengujian Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) turut memperkuat keunggulan HC-800. Berdasarkan rilis Kanal Media Unpad dan Antara, sampel ini mencatatkan resistansi transfer muatan terendah sebesar 384,4 Ω dan nilai impedansi Warburg sebesar 433,8 Ω s⁻¹/², yang menandakan aliran elektron pada material ini berlangsung lebih lancar dibanding sampel lainnya.
Potensi Baterai ION-Natrium ke Depan
Riset ini menjadi salah satu bukti nyata bagaimana ekonomi sirkular bisa dipadukan dengan upaya menuju kemandirian energi. Limbah perikanan yang selama ini terbuang percuma diubah menjadi material fungsional untuk teknologi penyimpanan energi, bukan sekadar dikarbonisasi begitu saja.
Soal keamanan dan bau, proses pirolisis pada suhu tinggi justru menghilangkan kandungan organik yang berpotensi membusuk dan menimbulkan aroma tak sedap. Hasil akhirnya berupa serbuk karbon kering yang stabil, jauh berbeda dari sisik ikan mentah yang mudah terurai dan berbau.
Meski hasil awal ini menjanjikan, penelitian ini masih perlu langkah lanjutan sebelum bisa diaplikasikan secara luas. Tim berencana melengkapi karakterisasi kimia permukaan material menggunakan X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), serta menguji stabilitas material hingga 50 siklus pengisian dan pengosongan untuk memastikan performanya konsisten dalam jangka panjang.
Sebagai gambaran lebih luas, baterai berbasis ion natrium memang tengah dilirik banyak peneliti karena unsur natrium jauh lebih melimpah di kerak bumi dibanding litium, sehingga berpotensi menekan biaya produksi baterai di masa depan. Riset semacam ini pun menjadi salah satu jalan agar kebutuhan energi terbarukan bisa dipenuhi tanpa harus menambah beban limbah baru.
Cek berita, artikel, dan konten yang lain di Google News
