## Isolasi dan Karakterisasi Asam Laurat dari Minyak Kelapa Sebagai Aplikasi Sel Surya Berbasis Cristal Cair
Al Jalali Muhammad 1 , Muhammad Anas 2 , Ratna 3 dan Darnia Sari 4
1 Jurusan Fisika, Universitas Halu Oleo, Kendari, Indonesia
2 Jurusan Pendidikan Fisika, Universitas Halu Oleo, Kendari, Indonesia
3 Jurusan Kimia, Universitas Halu Oleo, Kendari, Indonesia, Indonesia Email : 1 aljalalimuhammad@uho.ac.id, 2 anas_colle@yahoo.com, 3 sitti.ratna@yahoo.com, (4) saridarnia@gmail.com
Abstract  -  This  study  aims  to  determine  the  effect  of  KOH concentration  on  crystal  structure,  functional  groups,  and surface  morphology  of  lauric  acid  extracted  from  coconut  oil. The  first  stage  is  lauric  acid  extracted  from  coconut  oil.  The results  of  lauric  acid  were  analyzed  using  three  tools  namely XRD ( X-Ray Diffraction ) which was useful to know the structure of  lauric  acid  crystals,  FTIR  ( Fourier  Transform  InfraRed )  to determine  the  functional  groups  of  lauric  acid  and  SEM ( Scanning  Electron  Microscopy )  to  determine  the  morphology  of the surface of lauric acid. The results of XRD analysis at an angle of  2θ,  the  higher  the  KOH  concentration,  the  clearer  the diffraction  peak  at  an  angle  of  2θ  =  22  °  (002)  which characterized  lauric  acid  (C 12 )  which  had  a  monoclinic  crystal structure  and  the  results  of  the  FTIR  analysis,  the  higher  the KOH concentration, showed the absorption at the number waves 1640.59  cm -1 ,  1637.03  cm -1 ,  and  1647.89  cm -1 were  not  much different  that  have  carbonyl  functional  groups  (C  =  O)  which were functional groups of lauric acid (C 12 ) .
Keywords  - Lauric  Acid,  X-Ray  Diffraction  (X-RD),  Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Abstrak - Penelitian ini bertujuan untuk  mengetahui pengaruh konsentrasi  KOH  terhadap  struktur  kristal,  gugus  fungsi,  dan morfologi  permukaan  dari  asam  laurat  yang  diekstrak  dari minyak  kelapa.  Tahap  pertama  asam  laurat  diekstrak  dari minyak  kelapa.  Kemudian,hasil  asam  laurat  dianalisis  dengan menggunakan  tiga  alat  yaitu  XRD (X-Ray  Diffraction) yang berguna mengetahui struktur kristal asam laurat, FTIR (Fourier Transform InfraRed) untuk mengetahui gugus fungsi asam laurat dan  SEM (Scanning  Electron  Microscopy) untuk  mengetahui morfologi  permukaan  asam  laurat.  Hasil  analisis  XRD  pada sudut 2θ, semakin tinggi konsentrasi KOH, semakin jelas puncak difraksi  pada  sudut  2θ=  22 ° (002)  yang  mencirikan  asam  laurat (C 12 ) yang berstruktur kristal monoclinic dan hasil analisis FTIR, semakin  tinggi  konsentrasi  KOH,  menunjukkan  serapan  pada bilangan gelombang 1640,59 cm -1 , 1637,03 cm -1 , dan 1647,89 cm -1 tidak  jauh  berbeda  yang  memiliki  gugus  fungsi  karbonil  (C=O) yang merupakan gugus fungsi dari asam laurat (C 12 ).
Kata  Kunci  - Asam  Laurat,  X-Ray  Diffraction  (X-RD),  Fourier Transform Infra Red (FTIR)

## I. Pendahuluan
Kemajuan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi  telah mencapai  segala  bidang  kompetensi  ilmu  pengetahuan, termasuk  bidang  imu  material  sel  surya.  Perkembangan  dan kemajuan perangkat sel surya terus berkembang dari generasi pertama sampai generasi terakhir. Generasi awal serya adalah sel  surya  berbasis  silikon,  kemudian  berkembang  menjadi  sel surya  berbasis  lapisan  tipis,  dan  saat  ini  beberapa  peneliti memanfaatkan  bahan  organik  untuk  mengembangkan  sel surya berbasis bahan organik atau lebih dikenal dengn sebutan sel surya organik [1,2,3, dan 4].
Sel  surya  organik  pada  umumnya  menggunakan  bahan dasar  sintetis  yang  diperoleh  secara  komersial.  Penggunaan bahan  organik  sintetis  menyebabkan  tingginya  biaya pembuatan  sel  surya  berbasis  bahan  organik.  Solusi  saat  ini yang  ditawarkan  untuk  mengatasi  bahan  dasar  sintetis  adalah pemanfaatan  bahan  alam  sebagai  bahan  dasar  pembuatan  sel surya.  Saat  ini  telah  dikembangkan  sel  surya  berbasis  bahan alam  dengan  cara  memanfaatkan  zat  warna  dari  berbagai tumbuhan  sebagai dye pada  sel  surya  tersensitisasi  zat  warna ( Dye Sentizied Solar Cell) atau biasa disebut dengan sel surya DSSC [5,6,7]. Efisiensi sel surya DSSC dapat mencapai 6,7% – 12% [8,9,10].
Kemajuan yang sangat signifikan dari teknologi sel surya DSSC  adalah  penggunaan  kristal  cair  sebagai  elektrolit berbasis  kristal  cair  [11].  Baru-baru  ini    telah  dilakukan penelitian dengan  memanfaatkan kistal cair  untuk  mendoping larutan elektrolit. Interaksi antara rantai cyano dengan larutan organik  dalam  cairan  elektrolit  menyebabkan  terjadinya penundaan nilai degradasi pada kristal cair DSSC [12].
Kristal  cair  yang  digunakan  oleh  peneliti  merupakan kristal cair sintetis yang diperoleh secara komersial. Sehingga pembuatan sel surya DSSC berbasis kristal cair saat ini masih memerlukan  biaya  yang  lumayan  tinggi.  Salah  satu  langkah yang  peling  tepat  untuk  menanggulangi  masalah  tersebut adalah  dengan  mengembangkan  kristal  cair  berbasis  asam laurat (asam lemak) dari minyak tumbuhan. Minyak tumbuhan yang  paling  banyak  mengandung  asam  laurat  adalah  minyak kelapa.  Minyak  kelapa  mengandung  32,73%-47,79%  asam laurat [13,14,15].
Umumnya,  pada  minyak  kelapa  terdiri  dari  berbagai komposisi  dan  salah  satunya  adalah  asam  laurat.  Sehingga perlu  dilakukan  isolasi  terhadap  asam  laurat  yang  merupakan langkah  awal  pembuatan  kristal  cair  berbasis  asam  laurat. Berbagai  tekhnik  isolasi  dan  karakterisasi  asam  laurat  perlu diterapkan untuk mendapatkan hasil yang sangat baik. Hal ini dilakukan  agar  proses  pembuatan  kristal  cair  dapat berlangsung  dengan  baik  dan  dengan  hasil  yang  baik. Sehingga  kristal  cair  yang  dihasilkan  dapat  diaplikasikan dengan baik pada sel surya DSSC .

## II. Metode Penelitian
Bahan-bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah KOH,  Minyak  Kelapa,  C 2 H 5 OH  95%,  dan  H 2 SO 4 .  Penelitian ini  diawali  dengan  menyiapkan  wadah  yang  masing-masing berisi  KOH  sebanyak  12,04  gram,  25,24  gram  dan  39,27 gram.  Larutan  KOH  dibuat  dengan  konsentrasi  berturut-turut 10 M, 18 M dan 28 M. Kemudian pada masing-masing wadah yang berisi larutan KOH ditambahkan 100 mL minyak kelapa yang  terlebih  dahulu  telah  dicampurkan  1  mL  C 2 H 5 OH  95% yang  kemudian dilanjutkan dengan  stirer  magnetik  selama 15 menit  pada  temperatur  70 o C.  Setelah  itu  campuran didinginkan  pada  temperatur  ruang.  Setelah  dingin,  sebanyak 10  mL  H 2 SO 4 10%  untuk  memisahkan  asam  laurat  dari campuran  lalu  didiamkan  pada  temperatur  ruang  selama beberapa jam. Setelah beberapa jam asam campuran kemudian disaring  untuk  memisahkan  asam  laurat  dari  campiran.  Asam laurat kemudian dikeringkan lalu dikarakterisasi menggunakan alat X-Ray Difractometer (XRD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR).

## III. Hasil dan Pembahasan
1. Analisis Hasil Karakterisasi X-RD
Gambar  1.  menunjukkan  pola  difraksi  asam  laurat dengan  berbagai  konsentrasi  KOH.  Dari  hasil  X-RD  terlihat bahwa  puncak  difraksi  yang  muncul  pada  sudut  2θ=  22 ° mencirikan  keberadaan  senyawa  asam  laurat  (C12).  Seperti yang telah diteliti oleh Fan, dkk (2019) menunjukkan puncak- puncak pada sudut 2θ= 10 ° ,  19 ° ,  21 ° ,  22 ° ,  24 ° ,  30 ° ,  41 ° adalah (C12).  Asam  laurat  berstruktur  kristal monoclinic yang memiliki  perbandingan  sumbu
yang  artinya panjang  sumbu-sumbunya  tidak  ada  yang  sama  panjang  atau berbeda  satu  sama  lain  dan  juga  memiliki  sudut  kristalografi
.  Hal  ini  sudut    dan    saling  tegak  lurus
(90º), sedangkan   tidak tegak lurus (miring).
Gambar 1. Hasil Analisis X-RD asam laurat dengan konsentrasi KOH 10 M, 18 M dan 28 M
Puncak  difraksi  yang  terbentuk  dari  konsentrasi  KOH 10M,  18M  dan  28M,  menunjukkan  bahwa  seiring bertambahnya  konsentrasi  KOH  semakin  terlihat  jelas  dan tinggi puncak atau intensitas difraksinya. Hal ini menunjukkan bahwa  pemberian  konsentrasi  KOH  berpengaruh  terhadap struktur  kristal  yang  dihasilkan.  Intesitas  difraksi  yang  tinggi menggambarkan,  struktur  kristal  yang  dihasilkan  semakin baik.  Oleh  sebab  itu  dapat  dikatakan  bahwa  sampel  dengan konsentrasi  KOH  28M  memiliki  struktur  kristal  paling  baik daripada  sampel  yang  lain,  karena  semakin  tinggi  puncak intensitas  difraksi  menunjukkan  semakin  banyaknya  jumlah bidang pendifraksi yang seragam dalam orientasi bidang yang sama karena gelombang-gelombang  yang  mengalami difraksi tidak  terlalu  berbeda  fase  dan  cenderung  konstruktif (menguatkan) [17].
2. Analisis Hasil Karakterisasi FTIR
Hasil  Karakterisasi  FTIR  pada  Gambar  2  menunjukkan adanya  serapan  yang  melebar/regang  dan  tekuk/bengkok.  Hal ini  berkaitan  dengan  intensitas  masing-masing  molekul berbeda  karena  molekul  atau  atom  bergetar  dengan  frekuensi yang  bersesuain  dengan  frekuensi  radiasi  inframerah.  Seperti pada  bilangan  gelombang  3300-3500cm -1 .Puncak  yang melebar  diakibatkan  oleh  ikatan  Hidrogen  karena  adanya interaksi yang kuat antar gugus –OH (hidroksil) dalam sampel. Oleh  karena  itu  pada  daerah  bilangan  gelombang  tersebut menghasilkan  puncak  yang  lebar  yangmerupakan  karakter serapan dari senyawa-senyawa hidrokarbon [18].
Gambar 2. Spektrum IR Asam Lemak (Asam Laurat) Minyak Kelapa  pada  Penambahan  Konsentrasi KOH 10M,   18M dan 28M
Gambar  2  menunjukkan  Adanya  serapan  pada  daerah bilangan  gelombang  tertentu  menunjukkan  adanya  vibrasi suatu  gugus  fungsi.  Sampel  pada  konsentrasi  10M  terdapat serapan  pada  bilangan  gelombang  424,64  cm -1 ,  463,77cm -1 ,
999,39cm -1 , 1050,89cm -1 , 1111,82cm -1 , 1313,49cm -1 , 1405,53cm -1 , 1466,04cm -1 , 1556,72cm -1 , 1640,59cm -1 ,
2014,03cm -1 ,  2158,39cm -1 ,  2851,50cm -1 ,  2920,08  cm -1 dan 3338,83cm -1 yang diduga merupakan vibrasi dari gugus alkana streching ,  glikosil,  aromatik,  karbonil,  alkuna,  etil,  alkana bending dan hidroksil.
Adanya gugus OH didukung dengan munculnya serapan kuat  pada  bilangan  gelombang  antara  3000-2500  cm -1 yang diduga  mengandung  gugus  C-H streching (Mentari,  dkk. 2018) . Serapan  lemah  pada  daerah  bilangan  gelombang 1640,59  cm -1 ,  1637,03  cm -1 ,  dan  1647,89  cm -1 diduga  karena adanya  gugus  C=O  dari  asam  karboksilat.  Pernyataan  ini sejalan  dengan  Widiyarti  dan  Hanafi  [19]  bahwa  gugus karbonil  (C=O)  dari  asam  laurat  pada  bilangan  gelombang 1631,76 cm -1 .
Sedangkan  munculnya pita serapan tajam pada bilangan 1400-1600  cm -1 didugakarena  adanya  gugus  fungsi  aromatik streching C=C [20]. Dugaan ini diperkuat oleh adanya serapan pada  bilangan  gelombang  1400-an  cm -1 .  Pita  serapan  lemah pada  bilangan  gelombang  1000-an  cm -1 menunjukkan  adanya gugus  C-O  dari  eter  dan  diperkuat  adanya  serapan  pada bilangan gelombang 700-an dan 400-an cm -1 yang merupakan serapan dari C-H bending [21].

## IV. Kesimpulan
1. Hasil  XRD  asam  laurat  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi  konsentrasi  KOH,  semakin  jelas  puncak  difraksi pada sudut 2θ=22 o yang memiliki indeks miller (002).
2. Hasil FTIR asam laurat bahwa semakin tinggi konsentrasi KOH,  menunjukkan  serapan  pada  bilangan  gelombang 1640,59 cm -1 , 1637,03 cm -1 ,  dan 1647,89 cm -1 tidak jauh berbeda yang mencirikan asam laurat.

## V. Daftar Pustaka
[1] S. H. Kim, J. Y. Choi, and H. J. Chang, “Fabrication and  Characterization  of  Organic  Solar  Cells  with Gold  Nanoparticles  in  PEDOT:PSS  Hole  Transport Layer”, Journal  of  Microelectrinic  and  Packaging
Society , vol. 20, no. 2, pp. 39-46, 2013.
[2] M.  Iwase,  A.  Suzuki,  T.  Akiyama,  and  T.  Oku, “Fabrication  and  Characterization  and    of Phthalocyanine-Based Organic Solar Cells”, Materials Sciences and Applications , vol. 05, no. 05, pp. 278-284, 2014.
[3] H.  Y.  Hafeez,  Z.  S.  Iro,  B.  I.  Adam,  and  J. Mohammed,  “Fabrication  and  Characterization  of Organic Photovoltaic Sell Using Keithley 2400 SMU for  Efficient  Solar  Cell”, IOP  Publishing ,  vol.  01, noo. 2124, pp. 1-13, 2018.
[4] K.  Anagnostou,  M.  M.  Stylianakis,  K.  Petridis,  E. Kymakis,  “Building  an  Organic  Solar  Cell: Fundamental  Procedures  for  Device  Fabrication”, Energies , vol. 12, no. 2188, pp. 1-23, 2019.
[5] S.  A.  Taya,  T.  M.  El-Agez,  K.  S.  ElRefi,  and  M.S. Abdel-Latif,  “Dye-Sentizied  Solar  Cells  Based  on Dyes  Extracted  From  Dried  Plant  Leaves”, Turkish Jurnal of Physics , vol. 39, pp. 24-30, 2015.
[6] W. Andargie and D. W. Ayele, “Dye Sensitized Solar Cells  Using  Natural  Dye  as  Light-Harvesting Materials Extracted From Acanthus Sennii Chiovenda Flower  And Euphorbia  Cotinifolia Leaf”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices , vol. 1, no. 4, pp. 488-494, 2016.
[7] P.  Gu,  D.  Yang,  X.  Zhu,  H.  Sun,  and  J.  Li, “Fabrication  and  Characterization  of  Dye-Sensitized Solar  Cells  Based  on  Nature  Plants”, Chemical Physics Letters , vol. 693, pp. 16-22, 2018.
[8] L.  Han,  A.  Islam,  H.  Chen,  C.  Malapaka,  B. Chiranjeevi,  S.  Zhang,  X.  Yang,  and  M.  Yanagida, “High-eficiency  Dye-sentizied  Solar  Cell  with  a Novel  Co-absorbent” Energy  and  Enviromental Science , vol. 5, pp. 6057-6060, 2012.
[9] X. Mao, R. Zhou, S. Zhang, L. Ding, L. Wan, S. Qin, Z. Chen, J. Xu, and S. Miao, “High Efficiency Dye- sensitized  Solar  Cells  Constructed  with  Composites of TiO and the Hot-bubbling Synthesized Ultra-Small SnO 2 Nanocrystals”, Scientific  Reports ,  vol.  6,  no. 19390, pp. 1-10, 2016.
[10] K.  Sharma,  V.  Sharma,  and  S.  S,  Sharma,  “Dye- Sensitized  Solar  Cells:  Fundamentals  and  Current Status,” Nanoscale Researc Letters , vol. 13, no. 381, pp. 1-46, 2018.
[11] D.  Hogberg,  B.  Soberats,  S.  Uchida,  M.  Yoshio,  L Kloo,  H.  Segawa,  and  T.  Kato,  “Liquid  Crytalline Dye-Sentized Solar Cells: Design of Two Dimensional  Molecular  Assemblies  for  Efficient  Ion Transport  and  Thermal  Stability” Chemistry  of Materials , vol. 28, no. 18, pp. 6493-6500, 2016.
[12] C. Y. Huang, C. F. You, C. E. Cheng, B. C. Lei, J. C. Jhang, F. C. Yu, C. S. Chang, F. S. S. Chien, “Liquid Crystal  Doped-Liquid  Electrolytes  for  Dye-Sentized Solar Cell Applications”, Optical  Materials  Express , vol. 6, no. 4, pp. 1024-1031, 2016.
[13] A.  Novila,  P.  Nursidika,  dan  W.  Mahargyani, “Komposisi  Asam  Lemak  Minyak  Kelapa  Murni ( Virgin  Coconut  Oil )  yang  Berpotensi  Sebagai  Anti Kandidiasis”, EduChemia  (Jurnal Kimia  dan Pendidikan) , vol. 2, no. 2, pp. 161-173, 2017.
[14] M.  Asy’ari  dan  B.  Cahyono,  “Isolasi  Metil  Laurat dari  Minyak  Kelapa  Sebagai  Bahan  Baku  Surfaktan Fatty  Alcohol  Sulfate (FAS)”, Makara,  Teknologi , vol. 12, no. 2, pp. 61-64, 2008.
[15] M. A. Abast, H. Koleangan, dan J. Pontoh, “Analisis Asam  Lemak  Minyak  Kelapa  Murni  Menggunakan Derivatisasi  Katalis  Basa”, Jurnal  Mipa  Unsrat Online , vol. 5, no. 1, pp. 29-31, 2016.
[16] Fan,  S.,  Michael,  T.R.,  Zihui  Song,  Zhengfang  Qian and  Vincent,  P.W.  2019. Correlation  Between Saturaded
Fatty Acid Chain-Length and Intermolecular  Forces  Determined  with  Terahertz Spectroscopy . Journal Royal Society of Chemistry.
[17] Habibi,  A.  2014. Struktur  dan  Sifat  Optik Nanopartikel  CuO  yang  Disintesis  dengan  Metode Sonokimia . Bogor. Intitut Pertanian Bogor.
[18] Mumtazah, Z.
Analisis
Instrumen . (www.academia.edu).  Diakses  pada  tanggal  11  Juni 2019.
[19] Nasution Z. A dan Rambe S. M. 2013. Karakterisasi dan  Identifikasi  Gugus  Fungsi  dari  Karbon Cangkang  Kelapa  Sawit  dengan  Metode  Methano- Pyrolysis . Jurnal Dinamika Penelitian IndustriVol. 24 No.2.
[20] Widiyarti,  G  dan  Hanafi  M.  2008. Pengaruh Konsentrasi  Katalis  Dan  Perbandingan  Molaritas Reaktan  Pada  Sintesis  Senyawa  α-Monolaurin .  Vol. 12 No. 2.
[21] Mentari,V.  A.,  Handika  G.,  dan  Maulina,  S.  2018. Perbandingan Gugus Fungsi Dan Morfologi Permukaan Karbon Aktif Dari Pelepah Kelapa Sawit Menggunakan  Aktivator  Asam  Fosfat  (H 3 PO 4 )  Dan Asam Nitrat (HNO 3 ). Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 7, No. 1.