Lima Mahasiswa UGM Sulap Limbah Jerami Jadi Baterai

Harianjogja.com, SLEMAN—Tumpukan jerami yang tersisa setelah panen padi di Banyumas selama ini lebih sering dimanfaatkan sebagai pakan ternak, alas buah dan gerabah, atau dibiarkan menumpuk di persawahan. Namun, lima mahasiswa Universitas Gadjah Mada (UGM) melihat peluang lain dari limbah pertanian tersebut. Mereka mengolah jerami menjadi material untuk baterai yang berpotensi menjadi alternatif penyimpanan energi listrik.

Kelima mahasiswa itu tergabung dalam Tim Carbonova. Mereka berasal dari Banyumas dan memiliki latar belakang keilmuan berbeda. Kesamaan daerah asal membuat mereka akrab dengan persoalan limbah jerami yang belum dimanfaatkan secara optimal.

Anggota tim tersebut yakni Gilang Romadhon, mahasiswa Elektronika dan Instrumentasi UGM angkatan 2024; Astygoviana Zahra Wijaya, mahasiswi Kimia UGM angkatan 2025; Zuhrul Anam, mahasiswa Teknik Fisika UGM angkatan 2024; Ethan Armana Gellet, mahasiswa Matematika angkatan 2024; serta Dinaesy Fadillah Hidayat, mahasiswa Antropologi Budaya UGM angkatan 2025.

Gilang mengatakan gagasan penelitian tersebut berawal dari keresahan mereka terhadap limbah pertanian di daerah asal. Banyumas memiliki banyak lahan pertanian dengan padi sebagai salah satu komoditas utama, sehingga jerami tersisa dalam jumlah melimpah setelah masa panen.

"Ide kami tuh berangkat dari keresahan di lingkungan kami. Karena kebetulan kami berlima itu memang berasal dari satu daerah yang sama yaitu daerah Banyumas. Di mana di Banyumas sendiri itu memang banyak sekali pertanian di sana, terutama komoditasnya itu padi, sehingga banyak sekali limbah-limbah hasil pertanian yaitu limbah jerami padi yang kurang dimanfaatkan," kata Gilang ditemui di Laboratorium Kimia Fisik, Departemen Kimia, Fakultas MIPA UGM pada Senin (21/9/2026).

Dari persoalan tersebut, mereka kemudian merancang pemanfaatan jerami sebagai bahan baku pembuatan baterai. Penelitian itu menghasilkan Baterai Carbonova, yakni baterai ion natrium tipe half-cell CR2025.

"Sehingga dari situ, berangkat dari permasalahan itu, kami menginisiasi untuk pengolahan limbah jerami padi ini agar lebih bisa bernilai dan bermanfaat lagi yaitu dengan pembuatan baterai, seperti itu," tuturnya.

Mengolah Jerami Menjadi Karbon Keras

Proses pembuatan baterai dimulai dengan mengumpulkan jerami padi dari wilayah Banyumas. Jerami yang terkumpul kemudian dikeringkan sebelum dibawa ke laboratorium untuk menjalani serangkaian tahapan pengolahan.

"Pembuatan baterai sendiri itu dimulai dari pengumpulan jerami padi ini. Kami mengumpulkan dari jerami dari tanah di Banyumas di daerah kami. Lalu pertama kami keringkan dulu jerami padinya, setelah itu kami masuk ke tahap yaitu preparasi bahan baku di mana si jerami padi ini dikeringkan," jelas Gilang.

Setelah kering, jerami dipotong menjadi bagian kecil lalu dihaluskan menggunakan mesin blender hingga berbentuk bubuk. Material tersebut kemudian diayak untuk memperoleh ukuran partikel sekitar 200 mesh dan dibersihkan melalui proses demineralisasi.

Tahap demineralisasi dilakukan menggunakan larutan asam klorida atau HCl. Bubuk jerami dimasukkan ke dalam gelas beker, kemudian dicampur dengan larutan tersebut.

Campuran selanjutnya ditempatkan di atas mesin pengaduk magnetik atau magnetic stirrer. Batang pengaduk magnetik di dalam gelas beker berputar mengikuti medan magnet yang dihasilkan mesin sehingga larutan dapat tercampur secara konstan.

Proses pengadukan dilakukan sambil memanaskan campuran selama 24 jam. "Pakai HCl itu selama seharian penuh di-stir tadi. Iya, itu seharian penuh stir dan dipanasin," jelasnya.

Setelah pengadukan selesai, campuran disaring. Ampas yang tersisa dikeringkan sebelum menjalani proses pemanasan di dalam oven.

Bubuk jerami yang telah melalui demineralisasi kemudian dicampur dengan grafit dan nitrogen. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam tungku pemanas untuk menjalani proses pirolisis atau karbonisasi pada suhu sekitar 1.200 derajat Celsius selama 24 jam.

"Habis dikeringkan di-oven ini, habis itu karbon ini jerami padi ini nanti dicampur lagi dengan ada namanya grafit dan juga nitrogen itu dicampur. Setelah dicampur, itu nanti baru namanya pirolisis atau karbonisasi," ungkapnya.

"Karbonisasi ini dilakukan selama seharian juga, seharian juga dengan [suhu] 1.200 derajat [masuk oven]," terang Gilang.

Pemanasan tanpa udara pada suhu tinggi tersebut mengubah material jerami menjadi serbuk hitam yang disebut hard carbon atau karbon keras. Material inilah yang kemudian dimanfaatkan sebagai bahan anoda dalam baterai ion natrium.

"Setelah proses demineralisasi, kami melakukan pirolisis atau karbonisasi di mana perubahan dari jerami padi yang tadinya limbah menjadi karbon, lalu diubah menjadi hard carbon. Hard carbon ini merupakan material anoda untuk baterai ion natrium," ungkapnya.

Setelah material anoda berhasil dibuat, tim melanjutkan penelitian ke tahap fabrikasi atau perakitan baterai dengan tipe half-cell.

"Setelah itu, setelah pembuatan material anoda ion natrium ini, kami melakukan fabrikasi. Fabrikasi yaitu perakitan baterai yaitu bertipe half-cell," tandas Gilang.

Tiga Bulan Menghadapi Kegagalan

Rangkaian pengolahan bahan hingga perakitan baterai dapat diselesaikan Tim Carbonova dalam waktu sekitar satu pekan. Namun, proses penelitian secara keseluruhan membutuhkan waktu hampir tiga bulan karena tim harus melewati berbagai percobaan dan perbaikan.

Kendala muncul terutama ketika mereka melakukan pengujian. Persoalan tidak hanya berkaitan dengan karakteristik material, tetapi juga aspek elektrokimia baterai.

"Waktu pengujian itu memang banyak sekali kendala. Terutama karena pengujian itu bukan hanya pengujian dari segi elektrokimianya, dari segi karakternya juga," ungkapnya.

Tim terus melakukan pengujian dan mengulang tahapan penelitian hingga menemukan formulasi yang dinilai sesuai. Persiapan bahan baku, proses pengolahan, pengujian, hingga pembersihan menjadi bagian dari rangkaian penelitian tersebut.

"Untuk waktu penelitiannya itu kami memakan waktu hingga hampir tiga bulan untuk penelitiannya. Dimulai dari persiapan bahan baku, penelitian, terus kayak trial and error juga, juga pembersihannya," ujarnya.

Hasil penelitian tersebut juga telah diuji di Laboratorium Pusat Unggulan Iptek Teknologi Penyimpanan Energi Listrik Universitas Sebelas Maret (PUI TPEL UNS).

Dalam pengujian sederhana, baterai Carbonova mampu menghasilkan energi listrik untuk menyalakan lampu. Meski demikian, pengujian tersebut belum sampai pada penerapan dalam skala besar.

"Lalu kami telah ujikan ke benda sederhana sebenarnya, belum ke yang secara implementasi secara besar. Kami ujikan ke lampu, itu memang bisa menyala gitu. Jadi memang baterai ini memang bisa menyimpan listrik, seperti itu dan memang sudah teruji," tegas Gilang.

Dari 10 Gram Jerami Menjadi 2 Gram Hard Carbon

Selain menghasilkan material untuk baterai, penelitian tersebut membuka peluang pemanfaatan limbah jerami yang selama ini belum digunakan secara maksimal.

Gilang menjelaskan, setiap 10 gram jerami yang diolah dapat menghasilkan sekitar 2 gram hard carbon. Berkurangnya massa material terjadi antara lain karena proses pembersihan menghilangkan sejumlah pengotor seperti batu dan tanah.

"Dari 10 gram itu bisa tersisa cuma 2 gram. Karena memang dari si jeraminya kan dapat terdapat kayak komponen-komponen pengotor misal batu, tanah. Jadi memang pembersihan itulah yang menghilangkan pengotor-pengotor ini sehingga tersisa hanya jerami murni," tuturnya.

Tim Carbonova memilih mengembangkan baterai ion natrium sebagai alternatif baterai berbasis litium yang banyak beredar di pasaran. Menurut Gilang, material litium memiliki harga yang lebih mahal, sedangkan natrium tersedia melimpah di alam.

"Sehingga dari kami sendiri tuh mengangkat jenis baterai yang berbeda yaitu baterai Natrium-ion. Nah, baterai Natrium-ion ini sendiri lebih ramah lingkungan di mana Natrium sendiri tuh kan melimpah di alam," tegasnya.

Pemanfaatan jerami juga menjadi bagian penting dari gagasan ramah lingkungan yang mereka usung. Alih-alih mengambil bahan baku melalui aktivitas penambangan, tim memanfaatkan limbah pertanian yang sebelumnya kurang bernilai.

"Kalau dilihat dari sisi lingkungannya, baterai ini tuh memang menjawab solusi tentang ramah lingkungan, seperti itu. Jadi baterai ini tuh tidak mengambil, tidak harus menambang, tidak harus mengambil dari alam, tapi kita mengambil dari limbah yang tidak berguna jadi usable lagi, jadi bernilai tinggi," ungkapnya.

"Jadi kalau dilihat dari aspek lingkungan, ini menjadi ramah lingkungan yang pertama. Terus dari segi harga, ini sangat ekonomis karena kita ngambil dari limbah gitu. Jadi kayak zero, dari Rp0 itu bisa kita ubah menjadi yang lebih bernilai," tandas Gilang.

Menunggu Pengembangan Lebih Lanjut

Meski telah berhasil menghasilkan listrik dan menyalakan lampu dalam pengujian sederhana, baterai Carbonova masih membutuhkan penelitian lanjutan. Tim mengakui performa elektrokimianya perlu ditingkatkan agar dapat mencapai kapasitas seperti baterai pada umumnya.

"Untuk elektrokimianya sendiri mungkin ini perlu penelitian lebih lanjut lagi untuk meningkatkan. Tapi baterai ini berpotensi bisa memiliki kapasitas baterai pada umumnya," tuturnya.

Bagi Tim Carbonova, keberhasilan mengolah jerami menjadi material anoda merupakan langkah awal. Tantangan berikutnya adalah mengembangkan hasil penelitian agar tidak berhenti di lingkungan kampus dan laboratorium.

Gilang berharap penelitian tersebut dapat membuka jalan bagi pengembangan baterai berbahan biomassa atau limbah pertanian di Indonesia. Menurutnya, penelitian baterai dari bahan semacam itu masih cukup jarang dilakukan.

"Harapan dari saya sendiri, semoga penelitian ini bisa menjadi gerbang awal bagi penelitian-penelitian baterai di Indonesia khususnya. Karena penelitian tentang baterai dari biomassa, dari limbah ini memang masih cukup jarang di Indonesia dan bahkan tempat percetakan baterai itu bahkan cuma hanya ada satu atau mungkin dua di Indonesia, yaitu di tadi di PUI Baterai UNS dan di BRIN mungkin," tuturnya.

Ia berharap hasil penelitian tersebut dapat dikembangkan oleh peneliti lain sehingga menghasilkan teknologi baterai yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.

"Jadi mungkin ke depannya harapannya penelitian ini bisa menjadi gerbang awal buat peneliti-peneliti lain agar bisa mengembangkan baterai yang lebih ramah lingkungan dan juga berkelanjutan, seperti itu," tukas Gilang.

 

Cek Berita dan Artikel yang lain di Harian Jogja, dan edisi cetak versi elektronik kami hadir di Epaper Harian Jogja.