## Jambura Journal of Electrical and Electronics Engineering
Analisa Konduktivitas Material Fly Ash dan Bottom

## Ash sebagai Katoda pada Baterai Udara
Aditya Pradana Program Studi Teknik Elektro Universitas Semarang Semarang, Indonesia suksesta2024@gmail.com
Titik Nurhayati Program Studi Teknik Elektro Universitas Semarang Semarang, Indonesia Satria Pinandita Program Studi Teknik Elektro Universitas Semarang Semarang, Indonesia Diterima : November 2023 Disetujui : Januari 2024 Dipublikasi
: Januari 2024
Abstrak— Kegiatan  distribusi  listrik  yang  dilakukan  PLTU Tanjung  Jati  B  yang  berlokasi  di  Kabupaten  Jepara menyisakan limbah hasil pembakaran batubara berupa abu fly ash dan botton ash (FABA), dengan tekstur warna abu-abu dan hitam.  Limbah  FABA  hanya  dimanfaatkan  30%  untuk campuran  semen  dan  sisanya  menumpuk  terbengkalai. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis konduktivitas pada katoda  udara  menggunakan  material  limbah  batubara  FABA sebagai  pengganti  dari  karbon  aktif  untuk  dimanfaatkan sebagai  baterai  ramah  lingkungan.    Penelitian  ini  merupakan penelitian terapan dengan metode eksperimen. Data penelitian diperoleh  melalui  eksperimen  pengujian  di  Laboratorium Konversi  Energi  Listrik  Universitas  Semarang  menggunakan FABA  yang  diperoleh  dari  PLTU  Tanjung  Jati  B.  Penelitian dimulai  dengan  pengambilan  sampel  FABA  dari  PLTU Tanjung  Jati  B,  penyaringan,  dan  pengujian  konduktifitas dengan  variasi  Carbon  dan  Graphite.  Berdasarkan  pengujian yang  dilakukan,  ditemukan  bahwa  baterai  udara  dengan memanfaatkan  fly  ash  dan  grafit  dengan  tegangan  yang dihasilkan  sebesar  2,58  V mampu  menghidupkan  lampu  LED selama  4  hari.  Untuk  meningkatkan  besar  tegangan  yang dihasilkan  baterai  ditambahkan  larutan  NaOH  dengan perbandingan  1:4:2.  (Fly  Ash  :  Grafit  :  NaOH)  Setelah ditambahkan larutan Na 2 Co 3 tegangan meningkat menjadi 2,76 V. Ketiga bahan tersebut (Fly Ash, Grafit, NaOH) direkatkan dengan  lem  kertas  untuk  mendapatkan  karakteristik  kaku, teksturnya  halus,  cepat  kering,  luntur,  doff,  dan  dapat menghantarkan  listrik.  Pengolahan  limbah  batubara  FABA dapat  mengatasi  permasalahan  PLTU  Tanjung  Jati  B  dan masyarakat untuk mengurangi penumpukan limbah batubara melalui penciptaan teknologi rekayasa berupa baterai udara.
Kata  Kunci—Limbah  FABA;  Katoda  Udara;  Konduktivitas; Karbon Aktif; Baterai Udara.

## I. P ENDAHULUAN
PLTU  Tanjung  Jati  B  (TJB)  berlokasi  di  Kabupaten Jepara merupakan pembangkit listrik batubara terbesar kedua dipulau  Jawa.  Aktivitas  operasional  PLTU  sebagai penyumbang energi listrik menyisakan limbah dalam jumlah yang  sangat  besar  setiap  tahun.  Indonesia  tercatat  sebagai negara penghasil batubara terbesar ke-6 sebanyak 37.606 juta ton  atau  4%  dari  total  cadangan  batubara  dunia  [1]. Peningkatan penyediaan energi listrik melalui pembangunan
PLTU  baru.  Hasil  dari  pembakaran  batubara  menghasilkan Abu fly ash dan botton ash (FABA), FABA memiliki tekstur warna abu-abu dan hitam. Fly Ash adalah partikel abu yang terbawa  gas  buang  dengan  bentuk  halus  dan  bersifat pozolanik,  sedangkan Bottom  Ash adalah  partikel  abu  yang tertinggal  dan  dikeluarkan  dari  bawah  tungku  pembakaran [2], [3]. Abu yang tersisa setelah pembakaran jatuh ke dasar tungku atau didorong ke tepi ruang pembakaran saat batubara baru dimasukkan untuk menggantikan material yang terbakar [4]. Pembakaran batubara menghasilkan fly ash (abu terbang) sebanyak  80%  yang dibawa  aliran  gas  buang  melewati  alat electrostatic  prescipitator [5],  [6] sebesar  99,5%;  sisanya 0,5%  akan  diemisikan  melalui  cerobong  dan  20%  berupa bottom ash (abu jatuh) yang akan terkumpul ke dasar boiler [7].
Estimasi  limbah  FABA  yang  dihasilkan  setiap pembakaran  adalah  5%  dari  total  batu  bara  yang  dibakar dengan  komposisi  10-20% bottom  ash dan  80-90% fly  ash . Sesuai  dengan  Peraturan  Pemerintah  No.  22  Tahun  2021 tentang  Penyelenggaraan  Perlindungan  dan  Pengelolaan Lingkungan Hidup menyebutkan bahwa FABA digolongkan limbah  non  berbahaya  dan  beracun  (non-B3).  Akan  tetapi, pemanfaatan limbah FABA didunia masih 25% dari total abu yang  dihasilkan,  sedangkan  sisanya  75%  terbuang  sebagai limbah yang menimbulkan polusi [8]–[10].
Fly  Ash dan Bottom  Ash (FABA)  merupakan  produk samping  industri  yang  berasal  dari  pembakaran  Batubara yang dihaluskan dan menimbulkan sejumlah limbah industri dan  masalah  pembuangan  limbah  [11],  [12].  Abu  dasar batubara ( bottom ash ) terdiri dari partikel-partikel berat yang jatuh ke dasar pembangkit listrik tenaga batubara. Sifat abu dasar  ( bottom  ash )  dipengaruhi  oleh  desain  dan  jenis pembangkit  listrik,  sumber,  dan  bahan  baku,  serta  jenis batubara  dan  bahan  bakar  sekunder.  Komposisi  kimia  abu dasar  ditentukan  oleh  sifat  kimia  batubara  dan  proses pembakarannya. Abu dasar memiliki komposisi yang terdiri dari  silika,  alumina,  dan  besi  dengan  sejumlah  kalsium, magnesium,  sulfat,  dan  lainnya.  komposisi  abu  dasar  mirip dengan  abu  terbang,  tetapi  biasanya  mengandung  lebih banyak  karbon.  Sifat-sifat  abu  dasar  memiliki  bentuk  dan
komposisi yang mirip dengan agregat halus seperti pasir dan kerikil, sehingga berguna untuk diaplikasikan dalam industri konstruksi [13].
Secara umum limbah fly ash terbagi menjadi dua kelas, yaitu F dan C. Fly Ash kelas F umumnya mengandung CaO yang sangat rendah, sedangkan kelas C mengandung kalsium tinggi. Fly Ash kelas F memiliki komposisi mirip dengan abu vulkanik  alami,  biasanya  digunakan  sebagai  bahan  baku pembuatan geopolimer. Penggunaan fly ash sudah ada sejak awal  abad  ke-20  dan  biasanya  digunakan  untuk  komponen tambahan  semen  atau  beton.  Penggantian  semen fly  ash sangat berdampak positif terhadap lingkungan karena dapat mengurangi  emisi  gas  rumah  kaca  dan  mengurangi  biaya konstruksi. Fly ash kelas F (FFA) memiliki keunggulan harga lebih  murah,  tersedia  dengan  mudah,  kaya  dengan  alumina aktif tinggi dan silikat amorf, dan besi oksida. Fly ash kelas F  menunjukkan  sifat  pozzolan  setelah  dicampur  dengan bahan  alkali  [11],  [14].  Komposisi  kimia  dari fly  ash bergantung  pada  jenis  batubara  dan  suhu  pembakarannya. Komposisi  utamanya  terdiri  dari  alumina,  hematit,  silika, oksida kalsium, magnesium, natrium, kalium, dan titanium. Kehadiran  logam  berat  merkuri,  kadmium,  arsenik,  kobalt, lembaga,  timbal,  kromium  dan  sebagainya  menyebabkan toksisitas fly ash [15].
Peningkatan  jumlah  limbah fly  ash dan bottom  ash (FABA)  hasil  pembakaran  batubara  setiap  harinya  hanya 30%  yang  dimanfaatkan  untuk  campuran  semen  [16]  70% sisanya menjadi limbah yang menumpuk dan terbengkalai di kawasan PLTU, sehingga masyarakat menamakan limbah B3 FABA  dengan  nama  emas  hitam  yang  belum  banyak dimanfaatkan.  Permasalahan  yang  akan  timbul  dari pemakaian batubara sebagai sumber energi adalah abu yang dihasilkan  dari  pembakaran  batubara  berupa fly  ash dan bottom ash . Fly ash merupakan padatan dari sisa pembakaran batubara yang terbawa bersama gas buang dan ditangkap oleh alat  pengendali  udara  [17]. Bottom  ash merupakan  padatan dari sisa pembakaran bautubara yang keluar dari dasar tungku boiler  [18].    Jika  limbah fly  ash tidak  dimanfaatkan  secara maksimal  maka  akan  menjadi  masalah  pencemaran lingkungan [19] dan FABA yang dibiarkan menumpuk dalam waktu  yang  lama  dapat  menimbulkan  masalah  bagi lingkungan  seperti  pencemaran  [20].  Dampak  dari  hal tersebut  yaitu  tempat  pembuangan  akan  memerlukan  lahan semakin  luas  dan  berpengaruh  juga  terhadap  efek cemarannya.
Fly  ash dan bottom  ash memiliki  potensi  untuk dimanfaatkan kembali dengan beragam cara. Apabila limbah abu  tersebut  dikelola  dengan  metode  yang  tepat,  akan berdampak baik terhadap manfaat ekonomi dan ekologi. Fly ash mengandung banyak zat beracun dan pencucian beberapa logam berat memiliki kadar yang melebihi standar, sehingga sebelum  ditimbun  atau  dimanfaatkan  kembali  harus dipastikan  tidak  berbahaya.  Metode pre-treatment pada fly ash meliputi  pemisahan,  pemadatan,  dan  perlakuan  panas. Fly ash memiliki kemampuan adsorpsi yang baik, sehingga dapat  digunakan  untuk  membuat  bahan  adsorpsi  untuk memurnikan limbah industri atau pertanian. Sedangkan untuk bottom  ash dapat  langsung  dimanfaatkan  kembali  karena kurang beracun [21].
Studi  terkait  pemanfaatan  abu  sisa  pembakaran Batubara ( Fly Ash dan Bottom Ash ) sudah banyak dilakukan. Penelitian  [9],  [13],  [22]  memanfaatkan fly  ash Batubara
sebagai adsorben guna menyisihkan senyawa organik. Selain itu fly ash juga banyak digunakan sebagai pengganti semen di industri konstruksi [23], [24]. Selain itu, terdapat penelitian pemanfaatan fly  ash dan bottom  ash sebagai  geopolimer dengan menambahkan abu sekam padi [25].
Salah  satu  bentuk  pemanfaatan  FABA  digunakan sebagai  campuran  katoda  dan  anoda  pada  baterai  logam udara.  Salah  satu  pilihan  alternatif  penyimpan  energi  yang paling aman, mudah dan dapat di daur ulang adalah baterai. Baterai logam udara memiliki energi spesifik yang jauh lebih tinggi  jika  dibandingkan  dengan  baterai  lithium  dan sejenisnya.  Umumnya  anoda  yang  digunakan  pada  jenis baterai  logam  udara  berupa  Li,  Ca,  Mg,  Al,  Fe  dan  Zn, sedangkan yang berperan sebagai katoda adalah udara  [26]. Untuk  menyerap  udara  tersebut,  dibutuhkan  media  berupa karbon  aktif.  Beberapa  bahan  yang  dapat  dimanfaatkan sebagai  media  penyerap  udara  adalah  limbah  biomassa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan sekam padi. Pada penelitian ini, katoda udara dibuat dari material abu batubara Fly Ash dan Bottom Ash (FABA). Material FABA nantinya akan  diolah  menjadi  bahan  pencampuran  katoda  dan  anoda pada sebuah baterai udara.
Secara  skematis  dasar  struktur  baterai  udara,  yang terdiri  dari  logam  anoda,  katoda  udara,  dan  elektrolit  yang sesuai.  Media  elektrolit  dapat  berupa  larutan  asam,  basa, maupun garam [26]. Elektrolit biasanya terdiri dari natrium hidroksida (NaOH), kalium hidroksida (KOH) atau natrium klorida (NaCl) [27].  Baterai logam udara pada penelitian ini disusun  dengan  elektrolit  berupa  air  laut.  Air  laut  memiliki kandungan  magnesium  sebesar  0,1292%  sehingga  sangat aman  bagi  lingkungan.  Akan  tetapi  kandungan  garam  yang tinggi  pada  air  laut  bersifat  agresif  terhadap  bahan  lain sehingga mudah menyebabkan korosi [16]. Oleh karena itu, pada penelitian ini juga dilakukan pengujian terhadap variasi elektrolit  yang  akan  digunakan  untuk  menghasilkan konduktivitas yang paling optimal.
Pembuatan  baterai  udara  ini  membutuhkan  penelitian lebih  lanjut  terkait  bagaimana  pengolahan  limbah  FABA menjadi katoda udara untuk memisahkan ion. Baterai udara memiliki energi skala besar untuk masa depan karena biaya rendah dengan nilai kapasitas spesifik teoritis tinggi dengan nilai  tertinggi  kedua  setelah  baterai lithium serta  jauh  lebih tinggi daripada magnesium dan seng [27]. Selain itu, material bahan  FABA mudah didapat, serta berlimpah dan termasuk material  dengan  daur  ulang  tinggi.  Pemanfaatkan  limbah bottom  ash sebagai  adsorben  logam  Mangan  (Mn).  Pada penelitian  ini,  dilakukan  variasi  pada  aktivator  yang digunakan  yaitu  HCl  0,5  M  dan  NaOH  0,5  M  serta  variasi waktu untuk proses penyerapan yaitu 20 menit, 40 menit, 60 menit dan 80 menit. larutan KMnO 4 sebagai artifisial dengan berbagai konsentrasi yaitu 3 ppm, 4 ppm, dan 5 ppm.  Hasil penelitian  menunjukan  bahwa  aktivator  NaOH  yang  paling baik  karena  dapat  menurunkan  kadar  logam  mangan  (Mn) lebih besar dibanding HCl [28].
Upaya  konservasi  lahan  penimbunan  limbah  batubara FABA  merupakan  salah  satu input produksi  baterai  udara yang  sangat  berpengaruh  terhadap  konversi  energi  listrik alternatif  yang dihasilkan. Research GAP  atau  kesenjangan penelitian  ini  mengusung  konsep  konversi  energi  listrik alternatif  yang  cerdas  dan  ramah  lingkungan.  Pembuatan baterai  udara  secara  mandiri  dengan  memanfaatkan  limbah batubara  FABA  dapat  menekan  biaya  pengadaan input
produksi  baterai  udara.  Oleh  karena  itu  peneltian  ini  akan menerapkan  baterai  udara  untuk  mewujudkan  konversi energi listrik alternatif yang berkelanjutan.
Tujuan penelitian ini untuk menganalisa konduktivitas dari  limbah Fly  Ash dan Bottom  Ash (FABA)  sebagai pengganti  karbon  aktif  pada  baterai  udara.  Penelitian  ini dapat menjadi salah satu rujukan dalam pengelolaan limbah FABA  batubara  menjadi  sumber  energi  listrik  alternatif. Penelitian  FABA  menjadi  baterai  udara  ini  sebagai  energi listrik  alternatif  dengan  elektrolit  air  laut,  yang  dapat dimanfaatkan  oleh  masyarakat  pesisir  pantai  untuk menggunakan  hasil  listrik  tersebut  sebagai  sumber  energi listrik untuk kebutuhan penerangan.
Kebaruan  dari  penelitian  ini  adalah  penggunaan rekayasa  teknologi  baterai  udara  pada  pengelolaan  abu batubara selama ini hanya digunakan sebaga material bahan bangunan  saja,  maka  saat  ini  dapat  diolah  menjadi  baterai yang  ramah  lingkungan.  Selain  itu  kebaruan  peneltian  ini adalah  mengurangi  penimbunan  abu  batubara  FABA  dapat diproduksi  oleh  masyarakat  sehingga  dapat  meningkatkan efisiensi produksi baterai sendiri, konsep kebaruan penelitian ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Konsep Kebaruan Penelitian

## II. METODE
Penelitian  ini  merupakan  riset  terapan  dengan menggunakan  pendekatan penelitian  eksperimen.  Penelitian eksperimen dapat diartikan sebagai penelitian yang dilakukan guna  mengetahui  akibat  yang  ditimbulkan  dari  suatu perlakuan  yang  sengaja  diberikan  oleh  peneliti.  Tindakan dalam  eksperimen  disebut  dengan treatment yaitu  segala pemberian variasi untuk dinilai pengaruhnya [29].
Penelitian  dilakukan  pada  Bulan  Oktober  2023,  di Laboratorium Konversi Energi Listrik Universitas Semarang
menggunakan FABA yang diperoleh dari PLTU Tanjung Jati B.  Pembuatan  elektroda  baterai  logam  udara  yang memanfaatkan  abu  Fly  Ash  dan  Bottom  Ash  (FABA) dilakukan dengan tahap-tahap pada Gambar 2.

## Gambar 2. Tahapan Penelitian
Hasil  pengujian  konduktivitas  dari  material  limbah FABA  yang  cocok  digunakan  sebagai  katalisator  baterai udara  dianalisis  dengan  melihat  besar  tegangan  yang dihasilkan ketika katalisator ditambahkan Grafit atau Karbon dengan perbandingan yang ditentukan. Setalah itu, katalisator dengan  tegangan  terbesar  diuji  konduktivitasnya  dengan penambahan  elektrolit.  Tegangan  tertinggi  yang  dihasilkan katalisator dengan elektrolit tertentu akan digunakan menjadi katoda pada baterai udara sebagai pengganti karbon aktif

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian  terhadap  cairan  perekat  dengan  Variasi perbandingan Carbon dan Grafit
Sebelum  melakukan  pengujian  konduktivitas  dari cairan perekat, maka dilakukan penyaringan limbah Fly Ash dan Bottom Ash (FABA) dengan ukuran 20 mesh, 40 mesh, 60 mesh, 80 mesh, dan 100 mesh.
Gambar 3. Penyaringan Limbah FABA
Setelah  penyaringan,  masuk  pada  tahap  pengujian konduktivitas  dari  cairan  perekat.  Pengujian  ini  dilakukan
untuk  mengetahui  besarnya  nilai  hambatan  yang  dihasilkan oleh  cairan  perekat  yang  terdiri  dari  berbagai  macam  jenis. Pengujian nilai hambatan dilakukan dengan membandingkan besarnya hambatan ketika cairan perekat sebelum diberikan air  dan  hambatan  setelah  cairan  perekat  sesudah  diberikan tambahan  air.  Penambahan  air  ini  dilakukan  dengan  tujuan agar cairan perekat lebih encer.
Gambar4. Contoh Perekat Sebelum diberikan Air dan Perlakuan
Gambar 5. Contoh Perekat setelah diberi Air dan Perlakuan
Pengujian  terhadap  besar  nilai  hambatan  dari  cairan perekat  dengan  perbandingan  karbon  dan  grafit  pada  jarak 1cm hingga 3 cm hasilnya dijelaskan pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengujian Besar Hambatan Cairan Perekat
Cairan Perekat Jarak (cm) Besar Hambatan (kOhm) Cairan Perekat Sebelum dan Sesudah diberi Air 1 : 4 2 : 3 3 : 2 4 : 1 Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Cat Poster 1 5.420 1.200 - 6.000 - 1.500 - 1.100 2 5.300 1.500 - 4.000 - 660 - 10.000 3 7.650 1.200 - 5.000 - 700 - 13.000 Lem Sterofoam 1 - - - - - - - - 2 - - - - - - - - 3 - - - - - - - - Lem Fox Putih 1 26 300 - 540 - 500 - 2.500 2 29 700 - 548 - 400 - 6.700 3 45 560 - 550 - 460 - 18.000 Cat Acrylic 1 9 130 22,2 320 - 770 - 850.000 2 9,5 147 15,4 737 - 830 - 730.000 3 10,3 160 12,5 164 - 1.000 - 870.000 Lem Kertas 1 0,5 150 5 58 35 120 16.000 260 2 1,15 40 11,2 67 35 130 18.000 230 3 1,95 38 6,68 100 50 160 8.600 180 Resin Lycal 1 250 16 - 1.600 - 6.500 - 3.000 2 350 15 - 2.000 - 9.000 - 2.500 3 400 18 - 1.500 - 6.000 - 2.700 Getah Karet 1 - 105 1.000 42 7.000 10 8.000 28 2 - 400 3.000 46 8.000 7 5.000 43 3 - 69 6.000 47 9.000 7 6.000 35 Resin Rubber 1 - - - - - - - - 2 - - - - - - - - 3 - - - - - - - - Clay 1 5.000 65 5.000 70 2.000 60 5.000 54 2 3.000 67 6.000 105 5.000 42 10.000 57 3 - 40 12.000 131 17.000 60 13.000 68
Berdasarkan  Tabel  1.  nilai  hambatan  pada  cairan perekat  sebelum  diberikan  air  dan  sesudah  diberikan tambahan  air  dengan  perbandingan  karbon  dan  grafit  yang telah  ditentukan  diketahui  bahwa  nilai  hambatan  yang dihasilkan  mengalami  perubahan,  baik  nilai  hambatan menjadi  lebih  besar  atau  menjadi  lebih  kecil,  kecuali  pada lem  sterofoam  dan  resin  rubber  yang  tidak  menghasilkan hambatan  sama  sekali  (bernilai  0).  Hal  ini  menunjukkan bahwa kedua cairan perekat tersebut tidak bersifat konduktor atau tidak dapat menghantarkan listrik. Hasil nilai hambatan terbaik pada cairan perekat berdasarkan Tabel 1 adalah pada
cairan  perekat  lem  kertas.  Hal  ini  didasarkan  terhadap  dua hal,  yaitu  dengan  semua  variasi  perbandingan  karbon  dan grafit menghasilkan hambatan dan hambatan yang dihasilkan meskipun mengalami lonjakan perubahan tetapi masih dalam nilai yang kecil. Sedangkan apabila dilihat dari perbandingan karbon  dan  grafit,  maka  lem  kertas  dengan  perbandingan karbon  dan  grafit  1:4  memiliki  nilai  hambatan  terbaik. Setelah  diketahui  besar  nilai  hambatan  cairan  perekat  yang diuji, maka karakteristik dari masing-masing cairan perekat tersebut dijelaskan pada Tabel 2.
TABLE 2. KARAKTERISTIK DAN SIFAT KONDUKTOR CAIRAN PEREKAT
Berdasarkan Tabel 1 dan Tabel 2, dengan mempertimbangkan  karakteristik  dan  nilai  hambatan  yang dihasilkan  dari  masing-masing  cairan  perekat  diatas,  maka cairan perekat terbaik yaitu lem kertas dan komposisi karbon dan  grafit  sebelum  diberi  air  dengan  perbandingan  terbaik yaitu 1: 4. Pengujian terhadap tegangan yang dihasilkan oleh baterai listrik dengan katalisator FABA (Fly ash dan Bottom ash).  Setelah  didapatkan  cairan  perekat  untuk  pembuatan katoda baterai udara, langkah selanjutnya menguji tegangan baterai listrik. Katalisator yang digunakan berasal dari limbah batubara, yaitu fly ash dan bottom ash.
Gambar 6. Pengujian Tegangan Katalisator FABA
Hasil pengujian didapatkan pada Tabel 3 sebagai berikut:
TABLE 3. HASIL UJI TEGANGAN BATERAI KATALISATOR FABA
Katalisator Perbandingan Hambatan (kOhm) Tegangan (V) Fly ash : Carbon : Grafit 4 : 1 : 4 4,2 2,56 Bottom Ash : Grafit 1 : 4 1,2 2,35 Fly Ash : Grafit 1 : 4 0,175 2,58 Bottom Ash : Carbon 4 : 1 22.000 2,52 Fly ash : Carbon 4 : 1 ∞ 2,53 Tanpa Katalisator - - 2, 54
Menurut  hasil  pengujian  terhadap  tegangan  baterai listrik  pada  Tabel  3,  ditemukan  beberapa  hal  diantaranya: Baterai  listrik  dengan  katalisator  Fly  Ash  :  Carbon  :  Grafit dapat  menghidupkan  lampu  LED  5  watt  selama  3  hari. Baterai listrik dengan katalisator Bottom Ash : Grafit dapat menghidupkan lampu LED 5 watt dalam waktu yang singkat, setelah  itu  lampu  akan  meredup  dan  mati.  Baterai  listrik dengan  katalisator  Fly  Ash  :  Grafit  dapat  menghidupkan lampu  LED  5  watt  selama  4  hari.  Baterai  listrik  dengan katalisator Bottom Ash : Carbon dapat menghidupkan lampu LED selama 2 hari. Baterai listrik dengan katalisator Fly Ash : Carbon dapat menghidupkan lampu LED 5 watt selama  2 hari.
Fly  Ash  dapat  digunakan  sebagai  katalisator  karena memiliki kadar silika yang tinggi [30]. Sifat fisik dan kimia dari  abu  Fly  Ash  akan  mempengaruhi  potensi  pemanfaatan
No Cairan Perekat Karakteristik Sifat Tekstur Daya Serap Daya Luntur Warna 1. Car Poster Kaku dan Kasar Mudah Kering Tidak Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik 2. Lem Sterofoam Kaku dan Halus Lama Kering Tidak Luntur Doff Tidak dapat menghantarkan listrik 3. Lem Fox Kaku dan Kasar Cepat Kering Tidak Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik 4. Cat Akrilik Kaku dan Kasar Cepat kering Tidak Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik 5. Lem Kertas Kaku dan Halus Cepat Kering Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik 6. Resin Lycal Kaku dan Halus Lama Kering Tidak Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik 7. Getah Karet Lentur dan Halus Cepat Kering Tidak Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik 8. Resin Rubber Kaku dan Halus Lama Kering Tidak Luntur Doff Tidak dapat menghantarkan listrik 9. Clay Kaku dan Mudah Hancur Cepat Kering Tidak Luntur Doff Dapat menghantarkan listrik
abu tersebut. Fly Ash tersusun dari beberapa komponen salah satunya  adalah  Sumber  Rare  Earth  Element  and  Yttrium (REY) yang biasanya digunakan dalam pembuatan fuel cells, perangkat  untuk  green  energy,  baterai  dengan  kapasitas tinggi dan magnet dalam pembangkit tenaga angin. Selain itu Fly  Ash  juga  mengandung  unburned  carbon  (UC)  yang biasanya digunakan sebagai bahan karbon aktif, bahan bakar tambahan  dan  pembuatan  grafit  karena  Fly  Ash  bersifat konduktor  [31].  Konsentrasi  REY  total  dalam  Fly  Ash berkisar 123,14 hingga 260,38 ppm dengan rata-rata 207,07 ppm,  sedangkan  konsentrasi  REY  dalam  Bottom  Ash berkisar 121,04 hingga 261,18 ppm dengan rata-rata 171,21 [32]. Hal ini berarti bahwa Fly Ash memiliki konduktivitas yang lebih baik dibandingkan Bottom Ash.
Grafit merupakan satu inti karbon yang memiliki sifat konduktor,  sehingga  dapat  dimanfaatkan  sebagai  material elektroda pada lampu listrik. Keuntungan penggunaan grafit sebagai elektroda karena harganya relatif murah [33]. Carbon dan  Grafit  merupakan  dua  bahan  yang  sama-sama  bersifat konduktor,  akan  tetapi  masing-masing  bahan  tersebut memiliki tingkat konduktivitas yang berbeda.
Menurut [34] fly ash dapat digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan 28% COD dan logam berat seperti Cu, Mn,  Pb,  Zn,  dan  Cd  dari  lindi  stabil  yang  diolah  dengan tawas.  Penambahan  karbon  aktif  granular  pada  proses elektrokoagulasi  meningkatkan  efisiensi  sistem  elektrolitik dan mengurangi waktu reaksi dibandingkan dengan adsorpsi dan  proses  elektrokoagulasi,  sehingga  menurunkan  biaya operasi  secara  signifikan.  Berdasarkan  hasil  temuan pengujian pada Tabel 3, maka disimpulkan bahwa campuran dari  katalisator  Fly  Ash  dengan  Grafit  menjadi  campuran katalisator terbaik dengan hasil nilai hambatan 175 Ohm dan tegangan 2,58 V. Besarnya nilai hambatan dan tegangan yang dihasilkan,  maka  baterai  listrik  dengan  katalisator  tersebut mampu menghidupkan lampu LED 5 watt selama 4 hari. B. Pengujian Nilai Hambatan dan Tegangan pada Katalisator  Fly  Ash  dan  Bottom  Ash  (FABA) dan Bahan Lainnya.
Setelah  dilakukan  pengujian  terhadap  tegangan  baterai listrik  dengan  katalisator  FABA,  dan  didapatkan  bahwa campuran  dari  katalisator  Fly  Ash  dan  Grafit  merupakan katalisator  terbaik,  maka  langkah  selanjutnya  adalah melakukan  pengujian  terhadap  tegangan  baterai  listrik dengan  kombinasi  dari  katalisator  Fly  Ash,  Grafit  yang  di tambahkan elektrolit berupa cairan di tunjukkan pada Tabel 4.

## Tabel 2. Hasil Uji Hambatan dan Tegangan Katalisator Fly Ash yang diberi Elektrolit
Katalisator Perbandingan Hambatan (kOhm) Tegangan (Volt) 1cm 2 cm Fly Ash Murni - ∞ ∞ 2,55 Red Lead Murni - ∞ ∞ 2,56 Grafit : Fly ash : Cuka 4 : 1 : 2 13 22 2,60
Grafit : Fly ash : NaOH 4 : 1 : 2 100 150 2,50
Grafit : Fly ash : NaCl 4 : 1 : 2 80 150 1,50 Grafit Murni 4 1 1,5 2,56
Katalisator Perbandingan Hambatan (kOhm) Tegangan (Volt) 1cm 2 cm Grafit : Fly Ash : KOH 4 : 1 : 2 190 205 2,50 Grafit : Fly Ash : Na 2 CO 3
4 : 1 : 2 1,7 2,5 2,76
Gambar7. Contoh Katalisator yang diberikan Elektrolit
Gambar 8. Nyala Lampu berdasarkan Katalisator
Berdasarkan  Tabel  4,  dapat  dijelaskan  bahwa  dengan perbandingan  Grafit,  Fly  Ash,  dan  larutan  elektrolit  yang sama menghasilkan hambatan dan tegangan yang berbeda  beda. Apabila dilihat besar hambatan dan tegangan yang  dihasilkan,  didapatkan  bahwa  kombinasi  Grafit,  Fly Ash,  dan  larutan  Na2CO3memiliki  nilai  tegangan  tertinggi sebesar 2,76 V.
Larutan  yang  bersifat  asam  kuat,  garam  maupun  basa memiliki sifat konduktor. Hal ini disebabkan karena larutan tersebut  dapat  terionisasi  secara  sempurna  apabila dibandingkan  dengan  larutan  yang  bersifat  asam  lemah maupun basa lemah yang hanya mampu terionisasi sebagian saja.  Larutan  yang  terionisasi  sempurna,  ion-ionnya  akan bergerak  aktif  sehingga  dapat  menghantarkan  arus  listrik dengan baik [35]. Beberapa larutan elektrolit yang akan diuji konduktivitasnya terdiri dari Cuka, NaOH, NACL, KOH, dan Na2CO3.  Berdasarkan  sifat  larutan  tersebut,  cuka  termasuk elektrolit  lemah,  sehingga  tidak  dapat  terionisasi  secara sempurna,  sedangkan  larutan  NaOH,  NaCl,  KOH  dan Na2CO3  merupakan  larutan  elektrolit  kuat  yang  dapat terionisasi sempurna.
Uji  konduktivitas  dari  larutan  elektrolit  kuat  (NaOH, NaCl,  KOH  dan  Na2CO3)  dilakukan  pada  baterai  yang tersusun  dari  Grafit  (anoda),  Fly  Ash  (katoda  udara),  dan larutan elektrolit dengan perbandingan yang sama yaitu 4 : 1 :  2.  Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan didapatkan  hasil  bahwa  penambahan  larutan  Na2CO3 sebagai  elektroda  menyebabkan  tegangan  yang  dihasilkan oleh  baterai  udara  menjadi  semakin  tinggi.  Semakin  tinggi tegangan yang dihasilkan, maka semakin baik konduktivitasnya.

## IV. K ESIMPULAN
Pengolahan  limbah  batubara  berupa fly  ash dan bottom ash sebagai  sumber  tenaga  listrik  alternatif  dapat  menjadi alternatif  pilihan  untuk  mengurangi  jumlah  limbah  abu batubara  yang  sudah  menumpuk  di  PLTU  Tanjung  Jati  B. Baterai  udara  tersebut  tersusun  dari  elektroda  yang  berasal dari  katalisator fly  ash dan  grafit  dengan  perbandingan  1:4. Kombinasi dari katalisator fly ash dan grafit terbukti mampu untuk  menghidupkan  lampu  LED  selama  96  jam  (4  hari). Guna  meningkatkan  tegangan  tiap  sel  sebesar  2,50  V  dari baterai  tersebut  ditambahkan  larutan  Na 2 CO 3 dengan perbandingan 1:4:2. Bahan-bahan tersebut direkatkan dengan cairan  perekat  berupa  lem  kertas.  Jadi,  pembuatan  katoda udara  yang  memanfaatkan  abu  batubara  agar  mampu menghantarkan  listrik  disusun  dari  bahan  Grafit  sebagai anoda, Fly  Ash sebagai  katoda  udara,  dan  larutan  Na 2 CO 3 sebagai  larutan  elektrolit  pada  baterai  logam  udara  untuk menghasilkan nilai konduktivitas yang paling optimal.

## R EFFERENSI
[1] C. Nugraha and Rolliyah, Pemanfaatan Fly Ash dan Bottom Ash untuk Pengelolaan Batuan dan Air Asam Di  Tambang  Batubara .  Jakarta  Timur:  Direktorat Penilaian  Kinerja  Pengelolaan  Limbah  B3  dan Limbah Non B3 Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, 2021.
[2] H.  Pratama  and  A.  Rauf,  “Penerapan  Waste Hierarchy  Pada  Limbah  B3  Abu  Batubara  PT. AMNT,”  in PROSIDING,  Seminar  Teknologi Kebumian  dan  Kelautan  (SEMITAN  II) ,  Surabaya: Institut  Teknologi  Adhi  Tama  Surabaya  (ITATS), Jul.  2020,  pp.  273–276.  [Online].  Available: http://tvrisumbar.co.id
[3] A. K. Ram and S. Mohanty, “State of the art review on physiochemical and engineering characteristics of fly ash and its applications,” International Journal of Coal Science and Technology , vol. 9, no. 1. Springer International  Publishing,  Dec.  01,  2022.  doi: 10.1007/s40789-022-00472-6.
[4] J. C. Hower et al. , “Generation and nature of coal fly ash and bottom ash,” in Coal Combustion Products (CCPs): Characteristics, Utilization and Beneficiation ,  Elsevier,  2017,  pp.  21–65.  doi: 10.1016/B978-0-08-100945-1.00002-2.
[5] I.  P.  Yulistiowarno  and  M.  Anwar,  “Pengaruh
Korona Listrik Terhadap Proses Particle Chargingdalam  Sistem  Electrostatic  Precipitator,” Jurnal Vocational Teknik Elektronika dan Informatika ,  vol.  10,  no.  2,  pp.  37–41,  2022,
[Online]. Available:
http://ejournal.unp.ac.id/index.php/voteknika/index
[6] C.  D.  Tsadilas  and  E.  Evangelou,  “Coal  Fly  Ash Utilization  for  Boron  Management  in  Soils,  Plants, and Waters,” in Environmental Materials and Waste: Resource  Recovery  and  Pollution  Prevention , Elsevier Inc., 2016, pp. 647–663. doi: 10.1016/B978- 0-12-803837-6.00025-1.
[7] H.  Yulinawati,  S.  Zulaiha,  R.  Prostianty,  and  L. Siami,  “Kontribusi  Metropolitan  terhadap  Polutan Udara  Berbahaya  Timbal  dan  Merkuri  dari Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap  (Batu  Bara),”  in Seminar Nasional Pembangunan Wilayah dan Kota Berkelanjutan , 2019, pp. 21–30.
[8] F. Anggara, H. T. B. M. Petrus, D. A. A. Besari, H. Manurung, and F. Y. A. Saputra, “Tinjauan Pustaka Karakterisasi dan Potensi Pemanfaatan Fly Ash dan Bottom  Ash  (FABA),” Buletin  Sumber  Daya Geologi , vol. 16, no. 1, pp. 53–70, 2021.
[9] A. D. Cahyono and T. Agung R, “Pemanfaatan Fly Ash  Batubara  sebagai  Adsorben  dalam  Penyisihan COD  dari  Limbah  Cair  Domestik  Rumah  Susun Wonorejo  Surabaya,” Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan , vol. 4, no. 1, pp. 1–9, 2012.
[10] C. Wang, G. Xu, X. Gu, Y. Gao, and P. Zhao, “High value-added applications of coal fly ash in the form of  porous  materials:  A  review,” Ceramics International ,  vol.  47,  no.  16.  Elsevier  Ltd,  pp. 22302–22315, Aug. 15,
2021. doi:
10.1016/j.ceramint.2021.05.070.
[11] P.  Cong  and  Y.  Cheng,  “Advances  in  geopolymer materials:  A  comprehensive  review,” Journal  of Traffic  and  Transportation  Engineering  (English Edition) , vol. 8, no. 3. Chang’an University, pp. 283– 314, Jun. 01, 2021. doi: 10.1016/j.jtte.2021.03.004.
[12] R.  K.  Majhi  and  A.  N.  Nayak,  “Properties  of Concrete  Incorporating  Coal  Fly  Ash  and  Coal Bottom Ash,” Journal of The Institution of Engineers (India): Series A , vol. 100, no. 3, pp. 459–469, Sep. 2019, doi: 10.1007/s40030-019-00374-y.
[13] J. Ayala and B. Fernández, “A case study of landfill leachate  using  coal  bottom  ash  for  the  removal  of Cd2+, Zn+ and Ni2+,” Metals (Basel) , vol. 6, no. 12, Dec. 2016, doi: 10.3390/met6120300.
[14] E.  Khaksar  Najafi,  R.  Jamshidi  Chenari,  and  M. Arabani,  “The  Potential  use  of  Clay-Fly  Ash Geopolymer in the Design of Active-Passive Liners: a Review,” Clays Clay Miner , vol. 68, no. 4, pp. 296– 308, Aug. 2020, doi: 10.1007/s42860-020-00074-w.
[15] V. Gadore and M. Ahmaruzzaman, “Tailored fly ash materials:  A  recent  progress  of  their  properties  and applications for remediation of organic and inorganic contaminants from water,” Journal of Water Process Engineering , vol. 41. Elsevier Ltd, Jun. 01, 2021. doi: 10.1016/j.jwpe.2020.101910.
[16] K.  Yodyawira,  R.  S.,  and  A.  Wibowo,  “Pengaruh Campuran Kadar Bottom Ash dan Lama Perendaman Air Laut Terhadap Kuat Geser Pada Balok,” Jurnal Mahasiswa  Jurusan  Teknik  Sipil  Universitas Brawijaya , vol. 1, no. 2, pp. 1–16, 2014.
[17] F.  F.  Hanum,  A.  Rahayu,  U.  M.  Sutopo,  and  Z. Mufrodi,  “Coal  Fly  Ash  Characterization  from
Cement  Industry  ‘X’  as  an  Initial  Study  in  Its Utilization,” CHEMICA: Jurnal Teknik Kimia , vol. 7, no. 1, pp. 57–62, Jun. 2020, doi: 10.26555/chemica.v7i1.16715.
[18] E. Wardhani, M. Sutisna, and A. H. Dewi, “Evaluasi Pemanfaatan  Abu  Terbang  (Fly  Ash)  Batubara Sebagai  Campuran  Media  Tanam  pada  Tanaman Tomat  (Solanum  lycopersicum),” Jurnal  Itenas Rekayasa , vol. 1, no. XVI, pp. 44–56, 2012.
[19] M.  Munir,  “Pemanfaatan  Abu  Batubara  (Fly  Ash) Untuk Hollow Block Yang Bermutu dan Aman Bagi Lingkungan,”  Program  Pascasarjana  ,  Universitas Diponegoro, Semarang, 2008.
[20] T.  S.  Indriyati,  A.  Malik,  and  Y.  Alwinda,  “Kajian Pengaruh Pemanfaatan Limbah FABA (Fly Ash dan Bottom  Ash)  Pada  Konstruksi  Lapisan  Base Perkerasan Jalan,” Jurnal Teknik , vol. 13, no. 2, pp. 112–119, 2019.
[21] Y.  Lu et  al. ,  “Physical  and  chemical  properties, pretreatment, and recycling of municipal solid waste incineration  fly  ash  and  bottom  ash  for  highway engineering: A literature review,” Advances in Civil Engineering , vol. 2020. Hindawi Limited, 2020. doi: 10.1155/2020/8886134.
[22] Y. K. Hong, J. W. Kim, H. S. Kim, S. P. Lee, J. E. Yang, and S. C. Kim, “Bottom ash modification via sintering process for its use as a potential heavy metal adsorbent:  Sorption  kinetics  and  mechanism,” Materials ,  vol.  14,  no.  11,  Jun.  2021,  doi: 10.3390/ma14113060.
[23] M.  Rafieizonooz,  J.  Mirza,  M.  R.  Salim,  M.  W. Hussin,  and  E.  Khankhaje,  “Investigation  of  coal bottom ash and fly ash in concrete as replacement for sand and cement,” Constr Build Mater , vol. 116, pp.
15–24, Jul.
2016, doi:
10.1016/j.conbuildmat.2016.04.080.
[24] P.  Morla,  R.  Gupta,  P.  Azarsa,  and  A.  Sharma, “Corrosion evaluation of geopolymer concrete made with  fly  ash  and  bottom  ash,” Sustainability (Switzerland) , vol. 13, no. 1, pp. 1–16, Jan. 2021, doi: 10.3390/su13010398.
[25] M. E. Kalaw, A. Culaba, H. Hinode, W. Kurniawan, S. Gallardo, and M. A. Promentilla, “Optimizing and characterizing  geopolymers  from  ternary  blend  of philippine coal fly ash, coal bottom ash and rice hull ash,” Materials ,  vol.  9,  no.  7,  2016,  doi: 10.3390/MA9070580.
[26] P. Takarani, Yeheskel, D. Kalapadang, and Mardiah, “Pembuatan Baterai Seng Udara dan Uji Performansi
dengan  Perangkat  Arduino,”  in Prosiding  Seminar Nasional Teknologi V , Samarinda: Fakultas Teknik - Universitas Mulawarman, Oct. 2019, pp. 165–172.
[27] R.  Andrian,  R.  L.  Ningrum,  and  Mardiah, “Pembuatan  Silika  Dari  Abu  Boiler  Kelapa  Sawit Sebagai Katoda Udara Pada Baterai Logam Udara,” Jurnal Chemurgy , vol. 04, no. 2, pp. 24–29, 2020.
[28] F. Muzdalifah, “Pemanfaatan Bottom Ash Batubara Sebagai  Adsorben  dalam  Penyerapan  Logam Mangan  (Mn)  dari  Larutan  Artifisial  KMnO4,” Program  Studi  Teknik  Kimia,  Politeknik  Negeri Sriwijaya, Palembang, 2017.
[29] I.  P.  A.  A.  Payadnya  and  I.  G.  A.  N.  T.  Jayantika, Panduan  Penelitian  Eksperimen  Beserta  Analisis Statistik  dengan  SPSS ,  Cetakan  Pertama.  Sleman: PENERBIT DEEPUBLISH, 2018.
[30] T. Defi, Z. Helwani, and Khairat, “Pemanfaatan Fly Ash  Sawit  Sebagai  Katalis  Asam  dalam  Proses Ekterifikasi  Gliserol  Sebagai  Produk  Samping Biodiesel Menjadi Triacetin,” Jom FTEKNIK , vol. 3, no. 1, pp. 1–7, 2016.
[31] F. Anggara, H. T. B. M. Petrus, D. A. A. Besari, H. Manurung, and F. Y. A. Saputra, “Tinjauan Pustaka Karakterisasi dan Potensi Pemanfaatan Fly Ash dan Bottom  Ash  (FABA),” Buletin  Sumber  Daya Geologi , vol. 16, no. 1, pp. 53–70, 2021.
[32] D. A. A. Besari, F. Anggara, W. Rosita, and H. T. B. M. Petrus, “Characterization and mode of occurrence of rare earth elements and yttrium in fly and bottom ash from coal-fired power plants in Java, Indonesia,” Int J Coal Sci Technol , vol. 9, no. 1, Dec. 2022, doi: 10.1007/s40789-022-00476-2.
[33] A. Artadi, Sudaryo, and Aryadi, “Penggunaan Grafit
Batu Baterai Sebagai Alternatif Elektroda Spektrografi Emisi,” JFN , vol. 1, no. 2, pp. 105–120, 2007.
[34] R.  Gandhimathi,  A.  Babu,  P.  V.  Nidheesh,  S.  T. Ramesh, and T. S. Anantha Singh, “Laboratory Study on Leachate Treatment by Electrocoagulation Using Fly Ash and Bottom Ash as Supporting Electrolytes,” J Hazard Toxic Radioact Waste , vol. 19, no. 3, Jul. 2015, doi: 10.1061/(asce)hz.2153-5515.0000240.
[35] R. A. Rahman, N. Latifah, and Mardiah, “Pembuatan Karbon Aktif dari Limbah Biomassa sebagai Bahan Baku Katoda Udara,” Jurnal Chemurgy , vol. 03, no. 01, pp. 22–26, 2019.