LAPORAN PROJECT AKHIR FISIKA LINGKUNGAN “INOVASI KULIT PISANG SEBAGAI ALTERNATIF PENGGANTI PASTA BATERAI BEKAS”

LAPORAN PROJECT AKHIR FISIKA LINGKUNGAN

“INOVASI KULIT PISANG SEBAGAI ALTERNATIF PENGGANTI PASTA BATERAI BEKAS”

Dosen Pengampu:     Wawan Kurniawan, S.Si, M.Cs

Disusun Oleh :

Kelompok 3

1.      Alfika Destianti         (A1C315005)

2.      Rika Irmayanti          (A1C315016)

3.      Novita Aprilani          (A1C315023)

4.      Jumainah                   (A1C315037)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2017

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kebanyakan manusia jarang yang berfikir untuk mendaur ulang ( recycle) kebutuhan-kebutuhan yang sudah mereka konsumsi. Melainkan mereka hanya membuang limbahnya begitu saja tanpa berfikir untuk memanfaatkannya. Ibarat sebuah pepatah habis manis sepah dibuang. Ibarat tersebut tak jauh berbeda ketika kita mengkonsumsi buah pisang kemudian membung limbah kulit pisangnya di sembarang tempat. Jarang sekali orang yang berfikir untuk memanfaatkan kembali limbah kulit pisang tersebut, padahal tanpa kita tahu sebenarnya kulit pisang berpotensi menjadi baterai kering ramah lingkungan.

Kata baterai mungkin sudah tidak asing didengar. Namun, baterai dari kulit pisang mungkin baru sekali didengar. Baterai adalah sebuah alat yang digunakan untuk menyimpan tenaga listrik. Baterai sebagai sumber energi alat-alat elektronik seperti jam dinding, laptop, radio, senter dan alat – alat elektronik lainnya. Begitu banyaknya peranan baterai bagi kehidupan manusia. Namun tak dipungkiri juga, bahwa baterai yang kita gunakan sehari-hari sangat berbahaya baik untuk kita maupun alam sekitar.

Baterai mengandung berbagai macam logam berat seperti merkuri, mangan, timbal, nikel, lithium dan kadmium. Jika baterai ini dibuang sembarangan maka logam berat yang terkandung di dalamnya akan mencemari air dan tanah penduduk juga membahayakan kesehatan. Jika air yang tercemar logam berat ini digunakan oleh masyarakat, bisa menyebabkan penyakit kronis yang nantinya menimbulkan gangguan di sistem saraf pusat, ginjal, sistem reproduksi bahkan kanker.

Limbah baterai tidak hanya berbahaya bagi manusia tetapi juga membahayakan sumber daya alam karena mengandung logam berat dan elektrolit korosif yang dapat mencemari tanah dan air. Apalagi Jika limbah baterai dicampur dengan limbah padat lainnya, dari waktu ke waktu kandungan berbahaya di dalamnya dapat mengancam kehidupan ikan, tanaman, perusakan lingkungan dan secara tidak langsung mengancam kesehatan manusia.

Dalam aksi mikroorganisme di dalam baterai, merkuri anorganik yang ada di dalamnya bisa diubah menjadi methylmercury, kemudian berkumpul dalam tubuh ikan yang kemudian dikonsumsi manusia. Methylmercury dapat memasuki sel-sel otak dan berdampak serius seperti merusak sistem saraf yang bisa membuat orang menjadi gila atau bahkan menyebabkan kematian. Sedangkan kadmium baterai dapat mengkontaminasi tanah dan air, yang akhirnya masuk ke tubuh manusia menyebabkan kerusakan hati dan ginjal, juga dapat menyebabkan

tulang lunak atau kecacatan tulang berat. Zat lainnya yang terkandung dalam baterai yaitu timbal. Timbal juga dapat mengganggu fungsi ginjal dan fungsi reproduksi.

Peristiwa seperti ini semestinya tidak dibiarkan berlarut-larut. Jika dibiarkan bukan hanya kesehatan kita yang dirugikan tetapi alam juga ikut merasakan kerugian tersebut. Sehingga, harus ada pengganti bahan kimia tersebut, salah satunya yaitu pengembangan potensi potensi limbah kulit buah sebagai baterai ramah lingkungan. Limbah kulit pisang memiliki banyak manfaat, seperti sebagai bahan pembuatan pasta pada baterai. Cara membuat pasta dari kulit pisang cukup mudah dan pemanfaatan limbah kulit pisang sebagai pengganti pasta baterai sangat bermanfaat bagi masyarakat.

1.2   Rumusan Masalah

Berdasarkan data – data yang penulis paparkan di atas dapat dirumuskan beberapa permasalahan, antara lain :

1.      Apakah limbah kulit pisang memiliki potensi menjadi baterai ramah lingkungan ?

2.      Apakah limbah kulit pisang mempunyai kandungan zat – zat alami yang dapat dijadikan sebagai baterai ramah lingkungan ?

3.      Apakah limbah kulit pisang berpotensi menggantikan peranan baterai yang biasa digunakan masyarakat ?

1.3  Tujuan

Kegiatan ini dilakukan bertujuan untuk :

1.      Mendapatkan kandungan bahan baterai yang tersimpan dalam limbah kulit pisang.

2.      Membuktikan potensi limbah kulit pisang yang digunakan untuk baterai.

3.      Menemukan fakta – fakta yang menunjukan bahwa kulit pisang berpotensi menjadi baterairamah lingkungan, sekaligus mengenalkan masyarakat pengolahan limbah – limbah tersebut.

1.4  Manfaat

Manfaat dari kegiatan ini adalah sebagai berikut :

1.      Memberikan masukan kepada pemerintah untuk menjadikan limbah kulit pisang sebagai baterai.

2.      Memberikan informasi dan masukan kapada masyarakat, untuk dapat mengelola limbah kulit pisang menjadi baterai yang ramah lingkungan.

BAB II

KAJIAN TEORI

2.1 Baterai

            Baterai merupakan sebuah kaleng berisi penuh bahan-bahan kimia yang dapat memproduksi elektron. Reaksi kimia yang dapat menghasilkan elektron disebut dengan Reaksi Elektrokimia. Jika kita memperhatikan, kita bisa lihat bahwa baterai memiliki dua terminal. Terminal pertama bertanda Positif (+) dan terminal Kedua bertanda negatif (-).Di dalam beterai sendiri, terjadi sebuah reaksi kimia yang menghasilkan elektron. Kecepatan dari proses ini (elektron, sebagai hasil dari elektrokimia) mengontrol seberapa banyak elektron dapat mengalir diantara kedua kutub. Elektron mengalir dari baterai ke kabel dan tentunya bergerak dari kutub negatif ke kutub positif tempat dimana reaksi kimia tersebut sedang berlangsung. Secara umum baterai berfungsi sebagai media penyimpan dan penyedia energi listrik. Sumber listrik yang digunakan sebagai pembangkit dalam bentuk arus searah (DC) (Muhlisin, dkk ,2015).

            Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

1) Batang karbon sebagai anode (kutub positif baterai)

2) Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)

3) Pasta sebagai elektrolit (penghantar) 

Reaks kimia pada baterai : 

Anoda : logam seng (Zn) Katoda : batang  karbon/gafit (C)

Elektrolit : MnO2, NH4Cl dan serbuk karbon (C)

Anoda Zn(-)   : Zn →Zn2+ +2e–

Katoda C (+) : 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O 

Reaksi total : Zn + 2MnO2 + 2NH4+  → Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O  

Gambar 2.1  Baterai dan komponen – komponenya

Karakteristik Baterai Karakteristik baterai bergantung pada kemampuan sebuah baterai mengeluarkan tegangan tiap satuan unit.

Jenis batterai ada dua yaitu batterai Primer, merupakan batterai yang hanya sekali pakai (single use battery)  dan batterai Sekunder, merupakan batterai dapat diisi ulang (rechargeable battery) (Wiwik, dkk , 2017).

2.2 Kulit Pisang

            Kulit buah ini biasanya digunakan sebagai bahan pakan ternak. Namun, seiring berjalannya waktu limbah kulit ini tidak lagi digunakan unutuk pakan melainkan dimanfaatkan sebagai energi listirk yang ramah lingkungan (Suprapto, 2014).

            Kulit pisang mengandung karbohidrat dan kaya akan mineral seperti kalium, magnesium, fosfor, klorida, kalsium, dan besi. Karbohidrat mengandung glukosa, apabila glukosa dicampur dengan air dan didiamkan dalam ruang kedap udara selama beberapa hari maka akan terjadi fermentasi sehingga dapat diperoleh etanol. Etanol lama-kelamaan akan teroksidasi menjadi asam etanoat atau asam asetat. Reaksi yang terjadi yaitu sebagai berikut :

Asam asetat merupakan salah satu jenis zat elektrolit. Dalam kulit pisang yang sudah difermentasi memiliki sifat asam yang berasal dari kandungan asam asetat, hal tersebut terbukti ketika pH larutan diukur dengan pH universal pH berkisar antara 4-5. Selain mengandung asam asetat, kulit pisang mengandung zat elektrolit lain seperti kalium dan garam klorida. Kalium dan garam klorida bereaksi membentuk garam kalium klorida. Garam kalium klorida dalam air dapat menghantarkan listrik karena dapat terionisasi. Reaksi ionisasi yang terjadi yaitu sebagai berikut:

 

Arus listrik dapat mengalir karena seng bertindak sebagai katode (kutub +) yang bersifat menarik ion negatif dan tembaga bertindak sebagai anode (kutub -) yang bersifat menarik ion positif. Ketika air rendaman kulit pisang bersentuhan dengan unsur seng dan tembaga terjadi reaksi ionisasi dalam larutan, sehingga dapat terjadi aliran elektron yang menyebabkan arus listrik mengalir. Jika kedua elektrode dihubungkan dengan lampu arus akan mengalir dari anode ke katode, dan lampu menyala.

Kulit pisang merupakan sampah alternatif yang dapat digunakan sebagai bahan pengganti pasta batu baterai yang telah tidak dapat digunakan kembali. Pada kulit pisang terdapat zat Kalium dan Klorida. KCl merupakan elektrolit kuat yang mampu terionisasi dan menghantarkan arus listrik. Dan pisang ambon adalan pisang terbaik yang digunakan dalam percobaan ini sebagai pengganti pasta batu baterai ( Muhlisin, 2015).

Kulit pisang mengandung mineral Kalium (K+) yang berfungsi sebagai elektrolit, selain itu juga mengandung garam sodium (Cl-) dalam jumlah sedikit. Reaksi antara Kalium dan Garam Sodium dapat membentuk Kalium Clorida. Reaksi antara Kalium dan garam Sodium dapat membentuk Kalium Clorida (KCl), yang mana KCl merupakan elektrolit kuat yang mampu terionisasi dan menghantarkan arus listrik (Wiwik, dkk : 2017).

Menurut Innocencio Kresna Pratama (2007) dan Wasis Sucipto (2007), mengatakan bahwa kulit buah apel, kulit buah jeruk dan kulit buah pisang dapat menghasilkan listrik. Sutikno (2008), mengatakan bahwa batu baterai bersifat asam sehingga kulit buah yang sifatnya asam dapat menghasilkan listrik.

2.3 Garam

            Secara fisik, garam adalah benda padatan berwarna putih berbentuk Kristal yang merupakan kumpulan senyawa dengan bagian terbesar Natrium Chlorida (>80%) serta senyawa lainnya seperti Magnesium Chlorida, Magnesium Sulfat, Calsium Chlorida, dan lain-lain. Garam mempunyai sifat atau karakteristik higroskopis yang berarti mudah menyerap air, bulk density (tingkat kepadatan) sebesar 0,8-0,9 dan titik lebur pada tingkat suhu 801 (Burhanuddin, 2001).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu Dan Tempat

Perancangan proyek mengenai Pembuatan Energi Alternatif Dari Kulit Pisang sederhana dilakukan pada tanggal 2 November 2017 sampai tanggal 24 November 2017 yang bertempat di kompleks perumahan Anugrah Mandiri   Arza Blok A nomor 9 Mendalo Darat.

3.2 Alat dan Komponen

            Ada pun alat dan bahan yag diperlukan dalam pembuatan pasta baterai dengan kulit pisang adalah :

No	Komponen	Gambar	Keterangan
1	Pisau		1 buah
2	Baterai Bekas		2 buah
3	Kulit Pisang Ambon		Secukupnya
4	Telenan		1 buah
5	Lakban		1 buah
6	Jarum Pentul		1 lingkaran
7	Mangkuk		1 buah
8	Gunting		1 buah
9	Jam Dinding		1 buah
10	NaCl (garam halus)		1 bungkus

3.3 Prosedur Pembuatan

Adapun prosedur pembuatan pasta batu baterai dengan kulit pisang adalah sebgai berikut

1.   Siapkan alat dan bahan.

2.   Iris buah kulit pisang secara memanjang.

3.   Kemudian cincang halus kulit pisang yang telah diiris sampai halus.

4.   Tambahkan NaCl sebanyak 1 sendok teh.

5.   Ambil baterai bekas, buka bagian baterai bagian kutub positif baterai (NB: jangan sampai kutub pusat baterai lepas).

6.   Keluarkan pasta/isi baterai, sisakan karbon kira-kira 10% didalam baterai.

7.   Masukkan campuran NaCl+Kulit Pisang ke dalam baterai hingga penuh dan sampai padat, tambah karbon yang dikeluarkan tadi sebanyak 10%.

Catatan: urutannya yaitu karbon 10%, pasta kulit pisang 80%, dan karbon 10%.

8.   Tutup kembali baterai dan rekatkan menggunakan lakban.

9.   Lakukan uji coba dengan memasangkan baterai ke jam dinding.

3.4 Rincian Biaya

Adapun rincian biaya dalam pembuatan pasta baterai dengan kulit pisang adalah sebagai berikut.

No	Alat & Bahan	Banyaknya	Biaya
1	Pisau	1 buah	Rp 5.000,-
2	Baterai Bekas	2 buah	-
3	Kulit Pisang	Secukupnya	Rp 10.000,-
4	Telenan	1 buah	-
5	Lakban	1 buah	Rp 7.000,-
6	Jarum Pentul	1 lingkaran	Rp 2.000,-
7	Mangkuk	1 buah	-
8	Gunting	1 buah	Rp 5.000,-
9	Jam Dinding	1 buah	Rp3 5.000,-
10	NaCl (garam halus)	1 bungkus	Rp 1.000,-
Total Biaya			Rp 65.000,-

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Hasil produk

Baterai bekas                                                Baterai yang telah diisi dengan pasta kulit pisang Ambon

4.1.2 Hasil Pengukuran Arus listrik pada baterai yang mengandung pasta     kulit pisang Ambon

No	Arus baterai (mA)	Tegangan baterai (v)
1	0.45	1.13

4.2 Pembahasan

            Pada proyek akhir fisika lingkungan kami yaitu membahas tentang Inovasi Kulit Pisang sebagai Alternatif Pengganti Pasta Baterai Bekas, tujuannya yaitu untuk mendapatkan energi alternatif terbarukan yang ramah lingkungan sebagai  alternatif pengganti pasta baterai bekas. Pada proses pembuatannya kami menggunakan bahan-bahan yang mudah didapat dan praktis disekitar lingkungan. Salah satunya asalah kulit pisang. Sutikno (2008), mengatakan bahwa batu baterai bersifat asam sehingga kulit buah yang sifatnya asam dapat menghasilkan listrik Pada percobaan ini, kami menggunakan kulit pisang Ambon, karena secara teori arus yang dihasilkan cukup besar dan selain itu, kulit pisang Ambon jika dipakai sebagai pengganti pasta baterai merupakan kulit pisang yang paling stabil digunakan dibandingkan kulit pisang lainnya.

            Pembuatan energi alternatif yang kami lakukan sesuai prosedur, kemudian kami mendapatkan hasil, arus yang dihasilkan yaitu sebesar 0.45 MiliAmpere sedangkan tegangan yang kami dapatkan yaitu sebesar 1.13 Volt, hasil yang kami dapatkan cukup untuk menghidupkan jam dinding, hasil yang kami dapatkan tidak jauh beda dari  hasil penelitian Muh. Muhlisin, Noer Soedjarwanto, M. Komarudin (2015) yang melakukan percobaan 10 kali dalam penelitian,  dan mendapatkan hasil arus rata rata pisang ambon sebesar 4.84 miliAmpere, dan tegangan sebesar 0,94 Volt,  hasil ini tidak jauh berbeda dengan hasil yang kami dapatkan. Setelah kami ukur, kemudian kami coba baterai tersebut dengan memasangkannya ke jam dinding, maka jam dinding tersebut menyala, itu artinya pasta dari baterai kami berfungsi sebagai pengganti kulit pisang  yang ramah lingkungan.  

Secara teori, kulit pisang  mengandung karbohidrat dan kaya akan mineral seperti kalium, magnesium, fosfor, klorida, kalsium, dan besi. Karbohidrat mengandung glukosa, apabila glukosa dicampur dengan air dan didiamkan dalam ruang kedap udara selama beberapa hari maka akan terjadi fermentasi sehingga dapat diperoleh etanol. Etanol lama-kelamaan akan teroksidasi menjadi asam etanoat atau asam asetat. Asam asetat merupakan salah satu jenis zat elektrolit. Dalam kulit pisang yang sudah difermentasi memiliki sifat asam yang berasal dari kandungan asam asetat, hal tersebut terbukti ketika pH larutan diukur dengan pH universal pH berkisar antara 4-5. Selain mengandung asam asetat, kulit pisang mengandung zat elektrolit lain seperti kalium dan garam klorida. Kalium dan garam klorida bereaksi membentuk garam kalium klorida. Garam kalium klorida dalam air dapat menghantarkan listrik karena dapat terionisasi.

Arus listrik dapat mengalir karena seng bertindak sebagai katode (kutub +) yang bersifat menarik ion negatif dan tembaga bertindak sebagai anode (kutub -) yang bersifat menarik ion positif. Ketika air rendaman kulit pisang bersentuhan dengan unsur seng dan tembaga terjadi reaksi ionisasi dalam larutan, sehingga dapat terjadi aliran elektron yang menyebabkan arus listrik mengalir. Jika kedua elektrode dihubungkan dengan lampu arus akan mengalir dari anode ke katode, dan lampu menyala.

Pada sumber referansi yang kami telaah, kulit pisang difermentasikan menggunakan asam cuka tetapi kami menggunakan garam (Natrium Klorida) sebagai alternatif pengganti asam cuka untuk memperbesar hasil arus listrik dan tegangan yang didapatkan dan mencoba inovasi baru.

Kemudian sebelumnya kami telah melakukan percobaan pemanfaatan baterai dengan kulit pisang, berdasarkan hasil percobaan kami, kami mengaplikasikan pada jam dinding, dan hasilnya asatu  baterai dengan pasta dapat bertahan selama 4 hari 9 jam yaitu 105 jam, sedangkan secara teori menurut hasil penelitian Wiwik,Teguh (2017) yang mempercobakan dengan menggunakan pisang raja nangka, didapatkan hasil waktu ketahanan baterai yaitu selama 4 hari yaitu 96 jam, kemudian arus yang dihasilkan yaitu 12,3 miliAmpere.

Pembuatan energi alternatif yang kami buat dapat dimanfaatkan pada jam dinding, menghidupkan lampu LED,  mainan anak-anak, remote dan lainnya. Energi alternatif pasta baterai dari kulit pisang sapat dimanfaatkan sebagai pengganti pasta baterai yang berbahaya dan pasta baterai dari kulit pisang dapat dimanfaatkan sebagai alternatif pemgganti pasta baterai yang ramah lingkungan yang aman.

BAB V

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1) Kulit pisang mengandung kalium dan garam klorida sehingga dapat dimanfaatkan sebagai alternatif pengganti pasta baterai. Pisang ambon selain menghasilkan arus dan tegangan yang tinggi, juga stabil dalam pemakaiannya pada baterai dan campuran baterai.

2)  Aplikasi baterai dari pasta kulit pisang yaitu pada jam dinding, menghidupkan lampu LED,  mainan anak-anak, remote dan lainnya yang ramah lingkungan.

3.2 Saran

Untuk pengembangan penelitian selanjutnya, disarankan untuk mempertimbangkan beberapa hal sebagai berikut:

1) Melakukan penelitian dengan menggunakan sampah buah – buahan yang lebih bervariasi, tidak hanya sampah kulit pisang dan juga durian.

2) Melakukan penelitian dengan media yang lebih baik lagi, yaitu dengan membuat baterai sendiri menggunakan anoda dan katoda sendiri, bukan dari baterai bekas yang dapat dimanfaatkan sebagai. alternatif pengganti pasta baterai.

DAFTAR PUSTAKA

Burhanuddin. 2001. Strategi Pengembangan Industry Garam di Indonesia.             Jakarta : Kanisius.

Muhlisin, dkk. 2015. Pemanfaatan Sampah Kulit Pisang dan Kulit Durian sebagai Bahan Alternatif Pengganti Pasta Batu Baterai. Vol.9 No.3.

Suprapto. 2014. Kulit Pisang (Musa paradisiaca) sebagai Baterai Kering Ramah   Lingkungan (biodegradable). Surabaya : Universitas Negeri Surabaya.

Jauharah, Wira Dian. 2013. Analisis Kelistrikan yang Dihasilkan Limbah     Buah    dan Sayuran sebagai Energi Alternatif  Bio-Baterai. Jember : Universitas   Jember.

Wiwik, dkk. 2017.  Analisis Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang       sebagai            Energi Alternatif pada Batterai. Jurnal Teknik Energi Vol 13 No. 2  Mei         2017; 61-67.