Kapasitor Lithium-Ion Berbasis Karbon Aktif Ampas Tebu

Dalam pidatonya di sidang terbuka promosi doktor Departemen Teknik Elektro FTUI, S m a r t Class Room Gedung Gedung GK. 304, Lt. 3 Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Kamis 9 Juli 2026 Luh Krisnawati mengkaji Pengembangan Material Katoda Kapasitor Lithium-Ion Berbahan Komposit FeF3-Karbon Aktif dari Ampas Tebu.

Sidang Promosi yang diketuai oleh Ketua Dewan Guru Besar Fakultas Teknik Universitas Indonesia Prof. Ir. Widjojo Adi Prakoso, M.Sc., Ph.D. Promotor Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M. K., MT., Ko-Promotor 1 Prof. Dr. Ir. Rudy Setiabudy., DEA., Ko-Promotor 2 Chairul Hudaya., ST., M.Eng., Ph.D.  Penguji Prof. Ir. Rinaldy Dalimi., M.Sc., Ph.D, Dr.-Ing. Budi Sudiarto., ST., MT., Prof. Dr. Ir. Bambang Priyono, M.T. (Departemen Teknik Metalurgi dan Material Universitas Indonesia), serta Penguji Eksternal Romel Hidayat, Ph.D. (PT. PLN (Persero) PUSHARLIS, Bandung).

Penelitian ini berhasil mengembangkan Kapasitor Lithium-Ion (KLI) menggunakan karbon aktif berbasis ampas tebu sebagai material katoda dan Lithium Titanium Oxide (LTO) komersial sebagai anoda. Inovasi ini menunjukkan potensi besar pemanfaatan limbah pertanian sebagai material penyimpanan energi berperforma tinggi sekaligus mendukung pengembangan teknologi energi yang lebih berkelanjutan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa rasio aktivator KOH berpengaruh signifikan terhadap pembentukan pori dan luas permukaan karbon aktif. Sampel SBAC menghasilkan luas permukaan tertinggi sebesar 1.966,31 m²/g, sedangkan komposit SBAC/FeF₃ (SBACF10) mencapai 1.940,48 m²/g dengan ukuran pori 1,15–1,22 nm, yang termasuk kategori mikropori dan sangat mendukung proses penyimpanan ion lithium.

Karakterisasi material menggunakan XRD, Raman Spectroscopy, dan FTIR menunjukkan bahwa karbon aktif ampas tebu didominasi struktur amorf dengan sedikit fase kristalin. Sampel SBACF30 memiliki tingkat kristalinitas paling tinggi dibandingkan sampel lainnya, yang ditunjukkan oleh rasio ID/IG paling rendah serta struktur karbon yang lebih teratur.

Pengujian performa pada coin cell 2032 menunjukkan bahwa kapasitor lithium-ion berbasis ampas tebu mampu mencapai kerapatan energi maksimum sebesar 209,508 Wh/kg pada daya 580 W/kg, menunjukkan kinerja yang kompetitif sebagai perangkat penyimpanan energi generasi baru.

Ke depan, penelitian ini masih memiliki peluang pengembangan melalui optimasi proses produksi karbon aktif, pengembangan material hibrida dengan oksida logam, serta pemodelan dan simulasi untuk meningkatkan kapasitas, konduktivitas, dan stabilitas siklus. Hasil penelitian ini membuka peluang pemanfaatan limbah biomassa sebagai material bernilai tinggi sekaligus mendukung pengembangan teknologi penyimpanan energi yang ramah lingkungan.

Penelitian ini berkontribusi pada SDG 7: Affordable and Clean Energy melalui pengembangan teknologi penyimpanan energi yang lebih efisien dan berkelanjutan menggunakan material berbasis biomassa. Selain itu, penelitian mendukung SDG 9: Industry, Innovation and Infrastructure dengan menghadirkan inovasi material karbon aktif dari limbah pertanian untuk aplikasi energi berteknologi tinggi. Pemanfaatan ampas tebu sebagai bahan baku juga sejalan dengan SDG 12: Responsible Consumption and Production melalui peningkatan nilai tambah limbah pertanian menjadi produk fungsional, serta mendukung SDG 13: Climate Action dengan mendorong penggunaan material ramah lingkungan dalam sistem penyimpanan energi masa depan.