Perancangan Sistem Desalinasi Air Laut Menggunakan Multi Sel Elektroda Capacitive Deionization (CDI) Berbasis Karbon Aktif Tempurung Kemiri
DOI:
https://doi.org/10.26418/positron.v10i1.37526Keywords:
Cappacitive deionization, elektroda, H3PO4, Karbon aktif, mesopori, multi sel elektrodaAbstract
Sistem desalinasi air laut menggunakan metode capacitive deionization (CDI) dibuat berbahan dasar karbon aktif sebagai eletroda. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan dan mempercepat proses desalinasi air laut sehingga air tersebut layak untuk dikuonsumsi. Karbon aktif dibuat dari tempurung kemiri menggunakan H3PO4 2,5 % sebagai aktivator dengan suhu aktivasi 300 oC, dan 700oC. Berdasarkan data scanning electron microscope (SEM), diperoleh bahwa karbon aktif dengan suhu aktivasi 700 oC mempunyai jumlah pori yang lebih banyak dibanding karbon aktif dengan suhu aktivasi 300 oC. Karbon aktif dengan suhu aktivasi 700oC digunakan sebagai bahan dasar pembuatan elektroda untuk sistem desalinasi. Elektroda tersebut dibuat dengan tahapan berikut, pembuatan karbon aktif dari tempurung kemiri, pembuatan sel CDI, dan perakitan multisel elektroda CDI. Sistem desalinasi disusun dengan teknik multi sel elektroda menggunakan 5 pasang sel CDI. Sel CDI dikarakterisasi dengan cyclic voltammetry (CV) untuk menentukan kapsitansi spesifik elektroda. Sedangakan hasil dari proses desalinasi dikarakterisasi menggunakan conductivitymeter untuk menentukan konduktivitas dan atomic absorpsion spectroscopy (AAS) untuk menentukan kadar natrium. Kapasitansi spesifik dari elektroda yang dihasilkan adalah 160,476 mF/g. Pengurangan kadar garam pada air laut ditunjukan oleh penurunan konduktivitas dari 3850 µS menjadi 3450 µS. Kadar natrium menurun dari 9884,34 mg/L menjadi 2347,64 mg/L, atau pengurangan kadar natrium pada proses desalinasi terjadi sebanyak 76,25 %. Setelah proses desalinasi berlangsung selama 5 menit, kadar natrium terus menurun menjadi 2310,43 atau proses desalinasi terjadi sebanyak 76,7%. Berdasarkan hasil yang diperoleh, CDI dengan multisel dapat meningkatkan proses desalinasi dan mempercepat proses desalinasi tersebut.
References
Zou, L, Devoloping Nano-Structured Carbon Electrodes for Capacitive Brackish Water Desalination,Desalination, Tech, pp.301-318, 2011.
Wang, G., Qian, B., Dong, Q., Yang, J., Zhao, Z., dan Qiu, J, Highly Mesoporous Activated Carbon Electrode for Capacitive Deionization, Separation and Purification Technology, Vol. 103, Elsevier, pp.l 216-221, 2013
Endarko, dan Fatimah, I, Fabrikasi dan Karakterisasi Elektroda untuk Sistem Capacitive Deionization (CDI) pada Proses Desalinasi Larutan NaCl dengan Metode Freezing-Thawing, Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, Vol.1, No.2, Jurusan Fisika Institut Teknologi Sepuluh November, pp. 137-144, 2013.
Himmaty, I., dan Endarko, Pembuatan Elektroda dan Perancangan Sistem Capacitive Deionization untuk Mengurangi Kadar Garam Pada Larutan Sodium Clrorida (NaCl), Berkala Fisika, Vol.16, No.3, pp. 67-74, 2013
Raman, V. K., Varigala, S. K., dan Pariyarath, P. N, Develoment and Evaluation of an Electrode for the Capacitive Deionization Unit, Journal of Enviromental Science, Vol.8, pp 40-44, 2014.
Kim, J. S., dan Choi, J. H,Fabrication and Characterization of A Carbon Electrode Coated with Cation-Exchange Polymer for The Membrane Capacitive Deionization Applications, Journal of Membrane Science, Vol.355, Elsevier, pp.85-90, 2009
Lee, J. H., Bae, W. S., dan Choi, J. H,Electrode Reactions and Adsorbtion/ Desorption Performance Related to The Applied Potential in A Capacitive Deionization Proces, Desalination, Vol.258, Elsevier, pp.159-163, 2009.
Fellman, B.A., Carbon-Based Electric Double Layer Capacitors for Water Desalination, Tesis, Departement of Mechanical Engineering Massachusetts Institute of Technology, Chambridge, 2010.
Astuti. A, dan M. Taspika, Pembuatan Elektroda Karbon Berpori dari Tempurung Kemiri dan Perancangan Prototipe Sistem Capacitive Deionization (CDI) untuk Desalinasi Air Payau, Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, vol. 11, No. 1, pp. 100-107, 2015.
Gonzalez, M. C. F., Serrano, G. V., Cervantest, M. R., Franco, A., dan Garcias, A. M., , Carbonization and demineralization of coals: A study by means of FT-IR spectroscopy, Matter, Vol.26, No.7, Indian Academy of Science, 2003.
Lempang, M., Syafii, W., dan Pari, G, Struktur dan Komponen Arang Serta Arang Aktif Tempurung Kemiri, Jurnal Hasil Penelitian Hutan, Vol.29, No.3, Pusat Penelitian dan Pengambangan Keteknikan kahutanan dan Pengolahan Hasil Hutan, pp. 278-294, 2009.
Ahmad, F, Khan, S.J, Jamal, Y., Kamran, H. Ahsan, A, Ammad, M, Khan, A., Desalination of Brakish Water Using Capasitie Deionization (CDI) Technology, Desalination and Water Treatment, Vol. 57, Taylor & Francis, 2016.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
