Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 16 No. 2 (2023) 139 - 144      ISSN Media Elektronik: 2655-5670

## Pembuatan Cetakan Pellet Elektroda Super Kapasitor Untuk Penyimpan Energi
Eka Sunitra 1 , Ali Sidik 2 , Rakiman 3 , Haris 4 , Yuli Yetri 5* 1,2,3 Prodi D3 Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang
4, 5 Prodi Rekayasa Perancangan Mekanik,Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang yuliyetri@pnp.ac.id 5*

## Abstract
The  design  of  a  tool  for  printing  supercapacitor  electrodes  has  been  completed.  The  basic  material  for  the electrode  is  cocoa  pod  skin.  The  purpose  of  this  research  is  to  manufacture  and  assemble  a  laboratory-scale supercapacitor  chip  mold,  which  is  used  to  facilitate  the  manufacture  of  the  chip  that  functions  as  an  electric current store. After the design process is complete, it is continued to  manufacture supercapacitor chips using a press system. The actuator/pressurizer uses a hydraulic jack with a capacity of 50 tons, and a mold made of ST 37  and  ST  60  steel.  The  mold  is  above  the  jack  assisted  by  a  steel  frame  as  a  pressure  barrier.  And  a  dial indicator as a marker to stop pressing by the jack. The process of making supercapacitor chip molds starts from cutting, drilling, turning, surface grinding, and welding. After the process of making components and assembling is complete, a trial of the tool is carried out to find out whether the tool works well. After a series of tests were carried out, it turned out that this pellet mold was able to print well without any cracks.
Keywords: hydraulic, dial indicator, chip, supercapacitor, cocoa

## Abstrak
Telah selesai dibuat rancang bangun alat untuk mencetak elektroda superkapasitor. Bahan dasar elektroda adalah kulit buah kakao.  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat dan merangkai cetakan chip superkapasitor skala labor, yang digunakan untuk mempermudah dalam pembuatan chipnya yang berfungsi sebagai penyimpan arus  listrik.  Setelah  proses  desain  selesai  dilanjutkan  ke  pembuatan  chip  superkapasitor  menggunakan  sistem press. Penggerak/ penekan menggunakan dongkrak hidrolic kapasitas 50 ton, dan cetakan dari baja ST 37 dan ST 60.  Cetakan  berada  di  atas  dongkrak  yang  dibantu  dengan  rangka  baja  sebagai  penahan  tekanan.  Dan  dial indicator  sebagai  penanda  berhentinya  pengepressan  oleh  dongkrak.  Proses  pembuatan  cetakan  chip superkapasitor  dimulai  dari  pemotongan,  pengeboran,  pembubutan,  surface  grinding,  dan  pengelasan.  Setelah proses pembuatan komponen dan perangkaian selesai, dilakukanlah uji coba alat untuk mengetahui apakah alat bekerja  dengan  baik.  Setelah  serangkaian  pengujian  dilakukan,  ternyata  cetakan  pellet  ini  mampu  mencetakan dengan baik tanpa ada yang retak.
Kata kunci: hidrolic , dial indicator , chip, superkapasitor, kakao

## 1. Pendahuluan
Teknologi  produksi  dan  penyimpanan  energi memegang  peranan  penting  dalam  kehidupan masyarakat  modern.  Hampir  semua  kegiatan manusia  membutuhkan  energi.  Hal  ini  mendorong pengembangan  serta  pemanfaatan  energi  ramah
lingkungan yang ketersediannya melimpah di alam, seperti  energi  matahari,  biomassa,  panas  bumi, angin dan pasang surut air laut. Pada pemanfaatannya,  tidak  semua  sumber-sumber energi  ini  ideal  salah  satu  alasannya  adalah ketersediaannya  yang  tidak  kontinu  atau  tidak menentu. Matahari tidak terbit pada malam hari dan
Eka Sunitra 1 , Ali Sidik 2 , Rakiman 3 , Haris 4 , Yuli Yetri 5*
angin  tidak  selalu  bertiup.  Mobilitas  pengguna seringkali terbentur oleh ketiadaan bahan dasar, dan tempat  untuk  mengisi  daya  pada  piranti  portabel. Sehingga perangkat penyimpanan energi yang dapat menyimpan  energi  sebanyak-banyaknya  dalam waktu  singkat  sangat  diperlukan.  Penyimpanan energi  secara  elektrokimia  seperti  pada  baterai,  sel bahan  bakar,  kapasitor,  dan  superkapasitor  telah diakui  merupakan  bagian  terpenting  dari  berbagai teknologi  penyimpanan  energi  saat  ini.  Salah  satu piranti  perangkat  superkapasitor  adalah  elektroda superkapasitor  yang  bahan  dasarnya  dari  karbon aktif.
Kapasitor  atau  kondensator  merupakan  salah  satu komponen  penting  dalam  rangkaian  elektronika karena  berfungsi  untuk  menyimpan  muatan  listrik [1]. Kapasitor sendiri terbuat dari 2 konduktor yang dipisahkan  (2  plat  tidak  saling  terhubung)  oleh udara  atau  bahan  dielektrik  seperti  mika,  keramik, kertas  lilin,  plastik  atau  bahan  gel.  Pelat  tersebut akan menumpuk muatan listrik ketika terhubung ke catu daya (sumber daya). Satu lempeng mengakumulasi  muatan  positif  dan  satu  lempeng lainnya akan mengakumulasi muatan negatif.
Biomassa  telah  banyak  dikembangkan  sebagai bahan  dasar  karbon  aktif  elektroda  superkapasitor. Selain  lebih  murah  dan  mudah  didapatkan, penggunaan  biomassa  juga  dapat  mengurangi limbah  hasil  produksi  sehingga  dapat  mengurangi sampah dan pencemaran lingkungan [2]. Penelitian sebelumnya  telah  dilakukan  dari  berbagai  bahan biomassa  dengan  masing-masing  nilai  kapasitansi spesifiknya  yang  bervariasi  seperti  tempurung  [3], kulit  buah  kakao  [  4],  cangkang  kelapa  [5],  ampas sagu  [6],  cangkang  durian  [7],  kayu  karet  [8], jagung [9], dan tempurung kelapa [10],
membuktikan  bahwa  bahan  biomassa  cukup  baik diaplikasikan sebagai elektroda superkapasitor yang biasa disebut pellet dalam proses pencetakannya.
Menurut  Yuli  Yetri  2020,  karbon  aktif  kulit  buah kakao sangat menjanjikan untuk dijadikan elektroda superkapasitor.  Penelitian  awal  menunjukan  bahwa kapasitansi  spesifik  karbon  aktif  kulit  buah  kakao lebih  tinggi  dibanding  karbon  aktif  lainnya  untuk parameter  yang  sama  [11].  Tetapi  masalahnya  saat pembuatan  pellet  sering  tidak  tepat  waktu,  karena ketidakadaan  cetakan  atau  lama  proses  antri  saat pencetakan  pellet  di  tempat  pencetakan,  sehingga karbon  aktif  kulit  buah  kakao  yang  sudah  ready untuk  dicetak  menjadi  rusak  karena  kadaluarsa. Pada hal proses preparasinya untuk menjadi karbon aktif  memakan  waktu  dan  proses  yang  panjang. Oleh sebab itu diperlukan pembuatan cetakan untuk mencetak  pellet.  Pengerjaan  awal  dimulai  dari proses  rancangbangunnya  sampai  dihasilkannya cetakan  yang  siap  untuk  diujicobakan.  Untuk membuat  cetakan  dibutuhkan  proses  manufaktur yang memiliki kualitas dan ketelitian produk tinggi. Jika  proses  pembuatan  cetakan  berhasil  maka
pembuatan  chip  elektroda  superkapasitor  dapat direncanakan  untuk  skala  besar  dengan  sistem presstool.  Tujuannya  agar  proses  pencetakan  bisa berjalan  lancar,  dan  perakitan  sel  superkapasitor bisa  terlaksana  sehingga  hasilnya  bisa  digunakan untuk penyimpan energi.
Kulit  buah  kakao  ( Theobroma  cacao )  salah  satu limbah  biomass  yang  menjajikan  untuk  dijadikan sumber bahan dasar elektroda superkapasitor karena sekitar  75%  dari  buah  kakao  segar  adalah  limbah [12]. Buah kakao terdiri dari tiga komponen utama, yaitu  kulit  buah  73%,  plasenta  2%,  dan  biji  24,2% [12, 13].
Dari  data  yang  ada,  bahwa  kulit  buah  kakao mengandung  bahan  kering  69,6%,  protein  kasar 8%, dan serat kasar 40,1% [3]. Kandungan selulosa pada  kulit  buah  kakao  sekitar  45%  berat  kering, beberapa  komponen  lainnya  yaitu  terdiri  dari hemiselulosa  11%,  selulosa  34%,  lignin  15%,  dan pektin 9,6%, mineral yaitu K 3,18%, Ca 0,32% dan P  0,15%  [12].  Hal  tersebut  membuat  kulit  buah kakao,  berpotensi  untuk  dijadikan  karbon  aktif, yang  nantinya  dijadikan  bahan  dasar  untuk membuat  superkapasitor.  Superkapasitor  sebagai sumber  energi  terbarukan  cukup  potensial  untuk dikembangkan  di  Indonesia,  namun  penggunaan secara optimal perlu diteliti dan dikembangkan agar diperoleh pemanfaatan yang maksimal.
Pembuatan Chip kapasitor ini menggunakan prinsip Presstool  (compound  tool )  dengan  alat  cetak  yang sederhana  menggunakan bantuan dongkrak sebagai penekan. Ide ini diambil dari berbagai sumber salah satunya  yaitu  Perencanaan Press  Tool Untuk Dudukan  Alat  Pelubang  Kertas  hasil  karya  dari Ardigo Putra (2017).
Nanda  Ridho  Putra,  2013  dalam  TA  berjudul Rancangbangun Hydrolic  Press  Bending  Tool menggunakan  lem  pipa  ¾  inchi  dalam  proses perakitan. Alat pres ini bekerja berdasarkan prinsip penekanan terhadap benda kerja. Tujuannya adalah merencanakan  pembuatan hydrolic  press  bending tool yang  baik  dari  segi  desain  mau  pun  pemilihan bahan.
Agus  Suherman  (2017),  melakukan  penelitian untuk menanggulangi diffuser ducting manual yang dirasa  kurang  efektif  dan  hasil  yang  tidak  seragam seperti  pada  Gambar  3.  Maka  dibuatlah  press  tool sebagai  pengganti  dari  proses  manual  tersebut. Metode  ini  memanfaatkan  deformasi  dari  hasil penetrasi  punch  pada press  tool dengan  metode pengerjaan  dingin.  Metode  ini  dianggap  paling efektif  karena  tidak  memakai  bahan  lain  yaitu hanya  memanfaatkan  deformasi  dari  material  atau profil frame ducting . Berdasarkan masalah tersebut, maka didesain alat untuk cetakan chip superkapasitor.  Dimana  hasil  desain  ini  langsung dilakukan  pembuatan  cetakannya.  Cetakan  ini nantinya digunakan untuk mencetak chip atau pellet
Eka Sunitra 1 , Ali Sidik 2 , Rakiman 3 , Haris 4 , Yuli Yetri 5*
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 139 - 144
untuk  menunjang  pembuatan  sel  superkapasitor yang  akan  digunakan  untuk  penyimpan  energi  dari karbon aktif kulit buah kakao ( Theobroma cacao ).

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  diawali  dengan  pembuatan  desain untuk cetakan, kemudian diikuti dengan mempersiapkan  bahan  dan  alat  yang  diperlukan untuk  pembuatannya.  Pembuatan  alat  dilakukan  di bengkel  Teknik  Mesin  Politeknik  Negeri  Padang. Penggunaan  alat  dan  bahan  dalam  penelitian  ini dibedakan  atas  peralatan  utama,  yang  terdiri  atas mesin  konvensional,  alat-alat  perkakas  dan  alat ukur. Sedangkan rangkaian kegiatan dalam pembuatan  alat  ini  dapat  dilihat  diagram  alir  pada Gambar 1.
Peralatan perkakas yang digunakan adalah: Penggores,  Penitik,  Palu,  Ragum,  Kikir,  Jangka Sorong,  Mistar  Baja,  Siku  Baja,  Sarung  Tangan, Kaca  Mata  Pelindung.  Kemudian  mesin  yang dibutuhkan  untuk  proses  pembuatan  cetakan  chip kapasitor  adalah  Las  Listrik,  Mesin  Gerinda Potong, Mesin Gerinda Permukaan (Surface Grinding),  Mesin  Gerinda  Tangan , Mesin  Bubut, Milling/Frais, dan Mesin Bor Vertical, seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Mesin-mesin yang dipergunakan untuk  membuat alat
chip superkapasitor No Peralatan
Gambar
1 Mesin Las Listrik 2 Mesin Gerinda Potong 3 Surface grinding 4 Mesin Gerinda Tangan 5 Mesin Bubut 6 Mesin Milling/Frais
7 Mesin Bor Vertical
2.1. Bahan yang digunakan
Bahan  yang  digunakan  dalam  pembuatan  cetakan chip  kapasitor  antara  lain:  30  mm  baja  ST-37,  20 mm baja ST-37, besi As T540 penyangga 600 mm, pegas  atau  spring  4  buah,  dongkrak  50  Ton,  dan 100  cm  as  besi  S45C  diameter  20  mm.  Sedangkan tahapan pekerjaan yang dilakukan untuk menyelesaikan  pembuatan  cetakan  Chip/Tablet kapasitor  secara  profesional  dapat  dilihat  Diagram Alir pada Gambar 1.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Besi  penahan  terpasang  pada  plat  bawah  lalu pasang pegas/spring yang telah disediakan. Kemudian dipasangkan/dimasukan ke bagian batang besi penahan plat, seperti pada Gambar 2.
Eka Sunitra 1 , Ali Sidik 2 , Rakiman 3 , Haris 4 , Yuli Yetri 5*
Gambar 2. Pemasangan Pegas Stripper Pada Besi Penahan (Stripper Bolt)
Setelah  pemasangan (Stripper  bolt) pada  bagian batang  penahan  plat  selanjutnya  pemasangan  plat atas yang dilas dengan batang penekan pada batang penahan, yang dapat dilihat pada Gambar 3. Setelah batang  penekan  dipasangkan  dilanjutkan  dengan pemasangan plat atas pada batang besi penahan.
Gambar 3. Pemasangan Plat Penekan (Punch)
Setelah  penggabungan  semua  komponen  selesai, dilanjutkan  dengan  meletakkan  besi  cetakan  yang sengaja  dibuat  agar  memudahkan  mengangkat  atau memindahkan  cetakan  chip/tablet  kapasitor  setelah pecetakan  dilakukan  untuk  mengambil  hasil  dari cetakan yang berbentuk chip/tablet.
Hasil  desain  dan  pembuatan  cetakan  seperti  pada Gambar  4.  Hasil  penggabungan  antara  cetakan  dan rangka cetakan beserta dongkrak sebagai komponen penggerak,dapat dilihat pada Gambar 5.
a
b
Gambar 4. a. Assembly Cetakan b. Cetakan Chip Kapasitor
Eka Sunitra 1 , Ali Sidik 2 , Rakiman 3 , Haris 4 , Yuli Yetri 5*
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 139 - 144
Gambar 5. Pemasangan Komponen Pembantu dan Alat Cetakan.

## 3.1. Cara Kerja Alat
Cara kerja alat cetakan chip/tablet kapasitor adalah: pertama  dilakukan  setting  terhadap  dial  indikator yang  dilihat  dari  titik  nol.  Kemudian  dilanjutkan dengan  memasukkan  karbon  aktif  kulit  kakao serbuk  sebagai  material  ke  dalam  cetakan.  Setelah material  masuk  kebagian  cetakan  dilanjutkan dengan  menekan  dongkrak  sampai  dial  indikator menyentuh  bagian  plat  yang  telah  disetting  untuk mengetahui  ketebalan  Chip.  Chip/Tablet  kapasitor telah  selesai  sebelum  mengambil  chip  tersebut dongkrak  haruslah  diturunkan  sampai  seperti semula.  Selanjutnya  cetakan  bisa  ditarik  keluar untuk  mengambil  hasil  cetakan  yaitu  chip/tablet kapasitor.

## Kesimpulan
1. Telah  selesai  dibuat  alat  cetakan  chip/tablet kapasitor, dengan bagian rangka menggunakan  baja  ST  37,  cetakan  chip kapasitor  terbuat  dari  bahan  TS  40,  plat  atas dan plat bawah dan dies (cetakan) dari baja ST 37. Untuk penekannya menggunakan dongkrak 50 Ton berbahan standar pabrik.
2. Cara kerja alat cetakan chip / tablet kapasitor yang  pertama  ialah  dilakukannya  setting terhadap  dial  indikator  yang  dilihat  dari  titik nol, kemudian dilanjutkan dengan memasukkan  karbon  aktif  kulit  kakao  yang berbentuk  serbuk  ke  dalam  cetakan.  Setelah cetakan  penuh  dilanjutkan  dengan  menekan dongkrak  sampai  dial  indikator  menyentuh
bagian  plat  yang  telah  disetting  untuk mengetahui ketebalan Chip. Lalu cetakan bisa ditarik  keluar  untuk  mengambil  hasil  cetakan yaitu chip / tablet kapasitor.

## Daftar Rujukan
[1] Jian, X. Liu, S. Gao, Y. Tian, W. Jiang, Z. Xiao, X. Tang, H.  and  Yin,  L.,  Carbon-Based  Electrode  Materials  for Supercapacitor:  Progress,  Challenges  and  Prospective Solutions, Jornal of Electrical Engineering, Vol. 4, No. 2, pp. 75–87, 2016.
[2] Inagaki, M. Konno, H. dan Tanaike, O., Carbon Materials for Electrochemical Capacitors, Journal of Power Sources, Vol. 195, No. 24, Elsevier, pp.7880–7903, 2010.
[3] Wati,  G.A.  Rohmawati,  L.  dan  Putri,  N.P.,  Kapasitansi Elektroda Superkapasitor Dari Tempurung Kelapa, Jurnal Fisika Unesa, Vol. 4, No. 1, pp. 6–9, 2015.
[4] Yetri,  Y.  Mursida.  Dahlan,  D.  Taer,  E.  Agustino.  dan Muldarisnur,  Identification of Cacao Peels Potential as A
Basic of Electrodes Environmental Friendly
Supercapacitors, Key Engineering Materials, Vol. 846, pp.
274–281, 2020.
[5] Aziz,  H.  Tetra,  O.N.,  Alif,  A.  dan  Perdana,  Y.A., Performance  Karbon  Aktif  Dari  Limbah  Cangkang Kelapa  Sawit  Sebagai  Bahan  Elektroda  Superkapasitor, Jurnal Zarah, Vol. 5, No. 2, pp. 1–6, 2017.
[6] Afrianda,  A.  Erman,  T.  dan  Taslim,  R.,  Pemanfaatan Ampas  Sagu  Sebagai  Elektroda  Karbon  Superkapasitor, Jurnal  Komunikasi  Fisika  Indonesia,  pp.  1119–1124, 2017.
[7] Febriyanto,  P.  Jerry,  J.  Satria,  A.W.  dan  Devianto,  H., Pembuatan  Dan  Karakterisasi  Karbon  Aktif  Berbahan Baku Limbah Kulit Durian Sebagai Elektroda Superkapasitor, Jurnal Integrasi Proses, Vol. 8, No. 1, pp. 19-25, 2019.
[8] Sugeng, Fabrikasi dan karakterisasi nanopartikel platinum pada  elektroda  karbon  dari  bahan  serbuk  kayu  karet sebagai  bahan  sel  superkapasitor.  Skripsi  Jurusan  Fisika FMIPA Universitas Riau, Pekanbaru, 2010.
[9] Suhendra,  D.,  dan  Gunawan,  R.E.  Penggunaan  Arang Aktif  dari  Bahan  Jagung  Menggunakan  Aktivator  Asam Sulfat  dan  Penggunaanya  pada  Penjerapan  ion  Tembaga (II). Makar Sains, pp. 22-26, 2010.
[10] Nurdiansah,  H  dan  Susanti,  D.  Pengaruh  Variasi Temperatur  Karbonisasi  dan  Temperatur  Aktivasi  Fisika dari  Elektroda  Karbon  Aktif  Tempurung  Kelapa  dan Tempurung  Kluwak  Terhadap  Nilai  Kapasitansi  Electric Double  Layer  Capacitor  (EDLC),  Jurnal  Teknik  Pomits, pp. 2337-3539, 2013.
[11] Dahlan, D. Sartika, N. Astuti. Namigo, E.L. dan Taer, E., Effect  of  TiO2  on  duck  eggshell  membrane  as  separators in  supercapacitor  applications.  Materials  Science  Forum, Vol. 827, pp.151–155, 2015.
[12] Yetri,  Y.  Gunawarman.  Emriadi.  dan  Jamarun,  N., Theobroma  cacao  Peel  Extract  as  the  Eco-Friendly Corrosion  Inhibitor  for  Mild  Steel,  Corrosion  Inhibitors,
Principles and Recent Applications, pp. 202–223, 2018.
[13] Agus Suherman, and Agus Sentana, DS and Bukti Tarigan,  DS, Pembuatan  PressTool  Diffucer  Ducting Sebagai  Solusi  Peningkatan    Produkifitas  Di  Industri Kecil  Menengah  (IKM). Skripsi,  Fakultas  Teknik  Unpas, 2017.
Eka Sunitra 1 , Ali Sidik 2 , Rakiman 3 , Haris 4 , Yuli Yetri 5*
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 139 - 144
[14] Ardigo  Putra,  Perencanaan  Press  Tool  untuk  Kedudukan Alat  Pelubang  kertas,  Tugas  Akhir,  Politeknik  Negeri Padang, 2017.
[15] Nando  Ridho  Putra,  Rancangbangun  hydrolic  press bending  Tool  klem  pipa  3/4  inchi,  Tugas  Akhir, Politeknik Negeri Padang, 2013.
[16] Harsini,  T.  dan  Susilowati.,  Pemanfaatan  Kulit  Buah Kakao  Dari  Limbah  Perkebunan  Kakao  Sebagai  Bahan Baku  Pulp  Dengan  Proses  Organosolv,  Envirotek :  Jurnal Ilmiah  Teknik  Lingkungan,  Vol.  2,  No.  2,  pp.  80–89, 2010.