Peneliti UI Olah Limbah Ampas Kopi untuk Material Baterai Kendaraan Listrik

JAKARTA - Para peneliti di Indonesia semakin inovatif dalam menghasilkan karya yang bermanfaat bagi masyarakat. Salah satunya tim dari Universitas Indonesia (UI) yang mengolah limbah ampas kopi untuk material baterai kendaraan listrik.

Inovasi material baterai lithium ion untuk kendaraan listrik ini dikembangkan oleh tim peneliti dari Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia (DTMM FTUI).

Baca juga: UI Peringkat Satu di Indonesia Versi QS Asia University Ranking 2022

Limbah ampas kopi oleh mereka diolah menjadi grafen dan limbah batok kelapa yang diolah menjadi karbon aktif untuk ditambahkan pada material aktif anoda. Inovasi ini mampu membuat baterai yang dihasilkan memiliki bobot lebih ringan dan waktu pengisian daya yang lebih cepat.

Baterai lithium ion buatan tim peneliti yang terdiri dari Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, Ir. Bambang Priyono dan Nofrijon Sofyan dibuat dari material Lithium Titanate Oxide (LTO) yang dicampur dengan timah (Sn) dan karbon aktif (C) serta LTO yang dicampur dengan Silikon (Si) dan karbon aktif (C).

Komponen itu masing-masing membentuk komposit LTO/C-Sn dan LTO/C-Si sebagai material aktif anoda dan Lithium Ferro Phospate (LFP) sebagai material aktif katoda.

Baca juga: 34 Universitas Terbaik di Indonesia versi QS Asia University Rankings 2022, UI Juara

Ketua Tim Peneliti Baterai Lithium-Ion FTUI, Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, menjelaskan, LTO tidak rentan mengalami short circuit (korsleting) pada saat proses charging (pengisian electron).

Arus listrik yang dihasilkan lebih stabil dan aman dibandingkan baterai Lithium Graphite yang umum banyak digunakan pada baterai kendaraan listrik saat ini. Kelemahannya, adalah kapasitas spesifik (LTO) di 175 mAh/g, lebih rendah dari grafit di 372 mAh/g.

“Tim kami mencoba mengatasi kelemahan ini dengan mencampurkan Sn atau Si dan karbon aktif dari limbah batok kelapa menjadi komposit. Kami juga mengolah ampas kopi menjadi grafen untuk dicampurkan dengan LTO,” katanya melalui siaran pers, Rabu (3/11/2021).

Sementara Prof Bambang mengatakan, ide pemanfaatan limbah ampas kopi untuk baterai Lithium Ion berawal saat tim peneliti melihat banyaknya sampah dari kopi yang tidak dimanfaatkan.

Setelah dikaji, ujarnya, ternyata ampas kopi dapat diolah menjadi grafen untuk meningkatkan konduktivitas LTO pada baterai Lithium-Ion. Pada limbah ampas ditemukan kandungan partikel-partikel yang dapat menghasilkan nano partikel dengan kondisi surface area yang baik.

“Semakin baik kondisi kondisi surface area, semakin banyak ion masuk yang dapat menghasilkan tenaga yang lebih bagus juga,” ujar Bambang menjelaskan terkait ide pemanfaatan limbah ampas kopi.

Nofrijon mengatakan, semakin besar bobot mobil, semakin rendah daya dorongnya. Konsumsi bahan bakar juga semakin besar. Baterai lithium graphite yang ada saat ini lumayan berat.

“Untuk mengurangi bobot, kami mencoba mengembangkan material yang lebih ringan sehingga berat baterai dapat berkurang sampai mencapai target kami 200 kg. Tim kami juga sedang meneliti bagaimana agar waktu pengisian daya dapat lebih singkat seperti halnya pengisian bahan bakar pada kendaraan konvensional,” katanya.

Keunggulan baterai Lithium-Ion dengan LTO yang dikembangkan yaitu bobotnya yang ringan dan waktu pengisian daya yang lebih cepat.

Tim Peneliti FTUI memperkirakan baterai mobil listrik dengan LTO ini dapat mencapai bobot 200 kilogram jauh lebih ringan dibandingkan dengan baterai berkapasitas sama yang ada saat ini dengan bobot kisaran 500 kilogram.

Dengan bobot yang ringan itu, jarak tempuh yang bisa dicapai mobil akan meningkat. Sementara waktu pengisian daya baterai saat ini adalah 30 menit dengan target kedepannya mencapai 15 menit untuk full charging.

Waktu ini lebih cepat dibandingkan baterai mobil listrik yang saat ini membutuhkan 1.5 – 2 jam waktu pengisian daya.

Dekan FTUI, Dr. Ir. Hendri D.S. Budiono menambahkan, inovasi baterai listrik dari FTUI ini akan sangat bermanfaat bagi pengembangan industri kendaraan listrik di Indonesia.

“Saya berharap pihak industri dapat menyerap inovasi yang dihasilkan oleh sivitas akademika FTUI untuk kemudian dikomersialisasikan. Hasil penelitian ini menunjukkan Indonesia memiliki potensi besar untuk menjadi penguasa pasar dalam hal baterai kendaraan listrik dengan begitu banyak material pembuatan baterai listrik ini tersedia di alam Indonesia,” ujarnya.

Direktur Research Center for Advanced Vehicle (RCAVe) Dr. Mohammad Adhitya menyampaikan, penelitian baterai listrik ini merupakan bagian dari riset besar RCAVe yang saat ini tengah mengembangkan teknologi bus listrik berukuran besar bersama beberapa mitra industri melalui program riset produktif (Rispro) LPDP.

“Bus listrik ini kami rancang sebagai bus ramah lingkungan bersama mitra industri dengan memperhatikan faktor keamanan, keselamatan serta efisiensi energi sehingga mampu bersaing dengan produk sejenis yang saat ini ada di pasaran. Menggunakan rangka badan berbahan alumunium yang dipasangkan pada rangka low entry berjenis monokok serta akan dilengkapi dengan sistem cerdas untuk memastikan faktor keselamatan dan keamanan berkendara dapat dipenuhi secara optimal,” ujarnya.

Bersama mitra industri dalam negeri yaitu MAB, PINDAD, NSAD, dan AICOOL, diharapkan bus listrik ini dapat dipersembahkan kepada masyarakat Indonesia di awal tahun 2022 untuk kemudian segera dipasarkan.

Produk baterai Lithium-Ion dengan LTO ini merupakan satu dari puluhan produk riset hasil karya dosen dan peneliti FTUI yang siap dikomersialisasikan.