## PENGARUH VARIASI SUHU KARBONISASI TERHADAP MIKROSTRUKTUR DAN DERAJAT KRISTALINITAS KARBON AKTIF KULIT SINGKONG SEBAGAI BAHAN DASAR GDL
( GAS DIFFUSSION LAYER )
Vathasia Kartika *) , Ratnawulan **) , Gusnedi **)
*)Mahasiswa Lulusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang, **) Dosen Pengajar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang e-mail: vathasia@gmail.com

## ABSTRACT
The energy crisis is an old problem that has continued until today. Fuel Cell is one answer to solve the problem of this energy  crisis.  One type of fuel  cell that is growing  up now is the  PEMFC  (Proton  Exchange  Membrane Fuel Cell). The main components that play an important  role in  the PEMFC is the  GDL (Gas Diffussion  Layer). GDL important role in the electron transfer process, so the material must essentially activated carbon which has a high absorption.  Activated  carbon  is  commonly  used  CNT  (Carbon  Nano  Tube)  are  hard  to  get  and  expensive.  Peel cassava  is  one  of  the  alternative  carbon  sources  that  can  be  processed  into  activated  carbon.  This  study  aims  to determine the effect of carbonization temperature on the microstructure and the degree of crystallinity of activated carbon  cassava  peel.  Variations  carbonization  temperature  are  300  0C,  400  0C  and  500  0C.  Activated  carbon microstructure  characterization  of  cassava  peel  is  done  with  SEM  (Scanning  Electron  Microscopy),  while  the characterization of the degree of crystallinity is done by XRD (X-Ray Diffraction). The results showed that the size of  the  pores  formed  is  still  relatively  macropore  is  greater  than  0.5  micrometers,  whereas  the  calculation  of  the degree of crystallinity for each of the various samples  were 36.64%, 30.20% and 30.54%. Shell activated carbon potential  of  cassava  as  a  raw  material  GDL  is  based  on  the  degree  of  crystallinity,  but  still  do  not  meet  the standards based microstructures are formed.
Keywords: Activated Carbon, peel Cassava, carbonization temperature, microstructure, degree of crystallinity

## PENDAHULUAN
Krisis energi merupakan salah satu tantangan berat  yang  harus  dihadapi  saat  ini.  Hal  ini  meliputi pemenuhan kebutuhan energi listrik sebagai salah satu kebutuhan  primer  penduduk  di  dunia.  Energi  listrik sangat  berperan  penting  dalam  menunjang  segala kebutuhan  dan  aktivitas  manusia,  tetapi  sumber energinya  mulai  berkurang  karena  sebagian  besar penduduk  dunia  menggunakan  sumber  daya  alam yang  tidak  dapat  diperbaharui,  khususnya  di Indonesia.  Salah  satu  inovasi  efektif  yang  dapat menjawab  masalah  ini  adalah Fuel  Cell sebagai teknologi bersih yang menjanjikan.
Full  Cell adalah  suatu  divais  elektrokimia yang dapat mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik.  Prinsip  kerjanya  hampir  sama  dengan  baterai, tetapi Fuel  Cell dapat  diisi  secara  terus  menerus  dari penyediaan bahan bakar H 2 dan O 2 dari luar. Berbeda dengan  baterai,  elektrode Fuel  Cell bersifat  katalitik dan stabil, dimana H 2 bertindak sebagai anode dan O 2 bertindak sebagai katode.
Teknologi Fuel  Cell memberikan  peluang sebagai  pembangkit  listrik  tanpa  polusi  di  udara  dan limbah berbahaya. Awalnya digunakan pada teknologi luar  angkasa.  Teknologi  ini  dapat  bersaing  karena memiliki  tendensi  yang  kuat  dan  dapat  bersaing dengan teknologi nuklir sekalipun. [1] . Fuel  Cell memiliki  beberapa  klasifikasi berdasarkan  tipe  elektrolitnya.  Salah  satu  jenis Fuel Cell yang  paling  sederhana  tetapi  masih  dalam  tahap perkembangan hingga saat ini adalah PEMFC ( Proton Exchange  Membrane  Fuel  Cell ).  Sel  bahan  bakar membran  penukar  proton  bebas  emisi  dan  banyak memiliki  keunggulan  dibandingkan  jenis  yang  lain diantaranya  dapat  beroperasi  pada  temperatur  rendah yaitu  antara  60  –  800C,  efisiensi  tinggi,  kerapatan daya tinggi, startup yang cepat, sistem ketahanan yang baik,  plat  bipolar  merupakan  80%  dari  total  volume, 70% dari total berat, dan 60% dari total biaya produksi pada perangkat PEMFC [2] .
PEMFC  terdiri  dari  komponen  elektrolit  dan GDE  ( Gas  Diffussion  Electrode )  yang  tersusun  dari
lembaran  GDL  ( Gas  Diffussion  Layer )  dan  CL ( Catalyst  Layer ).  GDL  merupakan  salah  satu komponen  utama  dalam  sel  PEMFC,  memiliki beberapa  fungsi  antara  lain  mendifusikan  gas Hidrogen  sebagai  anoda  dengan  gas  Oksigen  sebagai katoda, menjadi catalytic support , serta menjadi media penghantar  pergerakan  elektron [1] .  Material  yang menyusun  GDL  sebagai  media  penghantar  elektron adalah  karbon  yang  harus  memiliki  sifat  porous  dan konduktif.  Biasanya  karbon  yang  digunakan  adalah carbon  paper,  carbon  cloth ,  atau carbon  nanotube , tetapi  untuk  mendapatkan  jenis  karbon  tersebut dibutuhkan  proses  produksi  yang  rumit  dan  harga yang  mahal.  Dalam  hal  ini  karbon  yang  digunakan adalah  karbon  aktif,  yaitu  karbon  hitam  yang  telah mengalami proses aktivasi agar sesuai dengan standar SNI  06-3730-1995.  Salah  satu  parameter  uji  karbon aktif  menurut standar SNI 06-3730-1995 adalah  lolos uji mesh. Ukuran ayakan yang sesuai menurut standar SNI adalah minimal 90 mesh.
Pada dasarnya karbon sangat mudah ditemukan  dilingkungan  sekitar,  karena  karbon merupakan salah satu unsur  yang sangat melimpah di bumi.  Salah  satu  sumber  karbon  adalah  kayu,  batu bara,  serat  alam,  dan  lain  –  lain.  Karbon  dapat dihasilkan  dari  proses  penguraian  senyawa  organik dengan  oksigen  terbatas,  sehingga  terurai  menjadi arang  dengan  unsur  karbon  yang  tinggi,  inilah  yang disebut dengan proses karbonisasi.
Penelitian  tentang  karbon  aktif  telah  banyak dilakukan,  diantaranya  adalah  penelitian  yang  telah dilakukan  oleh  Ikawati  dan  Melati  (2009)  yang mengkaji  pembuatan  karbon  aktif  dari  limbah  kulit singkong untuk keperluan sebagai adsorben [3] . Namun tidak  mengkaji  kualitas  karbon  aktif  dari  segi mikrostruktur  dan  derajat  kristalinitasnya.  Sedangkan pengkajian tentang mikrostruktur dan derajat kristalinitas  sangat penting untuk mengetahui kualitas daya  serap  dari  karbon  aktif.  Selain  itu  penelitian Purwanto  (2011)  yang  hanya  mengkaji  karbon  aktif tempurung  kelapa  sawit  melalui  proses  karbonisasi saja,  tanpa melakukan  proses  aktivasi  untuk memperluas  permukaan  porinya [4] .  Sedangkan  proses aktivasi sangat berguna untuk membersihkan permukaan  pori  karbon  aktif  dari  sisa-sisa  pengotor setelah  dikarbonisasi.  Untuk  itu  telah  dapat  diketahui bahwa  banyak  sumber  karbon  alternatif  yang  dapat digunakan sebagai bahan dasar GDL komponen utama PEMFC,  salah  satunya  adalah  arang  dari  kulit singkong.
Kulit  singkong  merupakan  salah  satu  limbah organik  yang  belum  banyak  dimanfaatkan  oleh masyarakat.  Pada  umumnya  kulit  singkong  hanya digunakan sebagai makanan ternak. Apalagi di daerah Kamang  Magek  Agam,  produksi  kerupuk  kamang yang  banyak  menggunakan  singkong  sebagai  bahan baku,  menghasilkan  limbah  kulit  singkong  yang begitu  banyak  pula.  Kulit  singkong  tersebut  hanya
dibuang karena masyarakat sekitar jarang menggunakan kulit singkong sebagai makanan ternak. Sedangkan  bila  dikaji  lebih  dalam,  kulit  singkong berpotensi  sebagai  sumber  karbon  alternatif.  Kulit singkong  mengandung  59,31%  karbon [5] .  Artikel  ini menjelaskan penelitian pengaruh variasi suhu karbonisasi  terhadap  mikrostruktur  dan  derajat kristalinitas karbon aktif kulit singkong sebagai bahan dasar GDL ( Gas Diffusiion Layer ).

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen. Dalam  penelitian  ini  dilakukan  beberapa  tahap penelitian  yaitu  persiapan  sampel,  preparasi  sampel, karakterisasi  sampel,  analisis  dan  pengolahan  data, penarikan  kesimpulan  dan  penyusunan  laporan  hasil penelitian.

## A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  di  laboratorium  Fisika Material UNP, laboratorium Kimia UNP, laboratorium  Biologi  UNP,  laboratorium  PT  SEMEN PADANG.  Penelitian  ini  berlangsung  dari  11  Mei sampai 31 Juli 2015

## B. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat Penelitian
Alat-alat  yang  digunakan dalam penelitian  adalah: neraca  ohaus,  cawan  penguap,  cawan  penumbuk, oven, furnance , ayakan 200 mesh, magnetic stirrer hot plate , termometer, kertas saring,  pH  meter  indikator, SEM, dan XRD.
2. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan selama penelitian ini adalah  :  kulit  singkong,  KOH  3M,  HCl  0,5  N, aquades.

## C. Prosedur Penelitian
Langkah kerja dalam penelitian ini adalah :

## 1. Persiapan Sampel
Tahap  persiapan  sampel  meliputi  pengadaan kulit  singkong  yang  telah  dipilih  kualitasnya  terlebih dahulu.  Gambar  1  memperlihatkan  kulit  singkong yang sedang dibersihkan dari kulit luarnya.
Gambar 1. Pembersihan Kulit Singkong
Setelah  dibersihkan,  kulit  singkong  dipotong-potong dengan  ukuran  rata-rata  (3x4)  cm,  agar  memiliki ukuran  yang  homogen  dan  dijemur  terlebih  dahulu. seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.
Gambar 2. Penjemuran Kulit Singkong
Proses penjemuran dilakukan untuk mengeringkan potongan-potongan  kulit  singkong  dari  sisa  air pencucian  sebelumnya.  Penjemuran  dilakukan  dari pukul  09.00-15.00  selama  2hari  dibawah  sinar matahari.

## 2. Preparasi Sampel
Potongan-potongan  kulit  singkong  didehidrasi menggunakan  oven,  dengan  tujuan  menghilangkan kadar  air  yang  masih  terkandung  dalam  kulit singkong.  Proses  dehidrasi  ini  dilakukan  pada  suhu 70 O C  dalam  waktu  2  jam.    Gambar  3  menunjukkan kulit  singkong  yang  telah  didehidrasi  dengan menggunakan oven.
Gambar 3. Potongan-Potongan Kulit Singkong yang Telah didehidrasi
Hasil  dari  proses  dehidrasi  menyebabkan  potongan- potongan  kulit  singkong  lebih  kering  dan  keras  dari sebelumnya.  Setelah  itu  semua  potongan  kulit singkong  dibagi  kedalam  3  wadah,  masing-masing wadah untuk masing-masing variasi suhu karbonisasi. Tiap wadah  harus  memiliki  massa  yang sama. Proses penimbangan diperlihatkan oleh Gambar 4.
Gambar 4. Proses Penimbangan Kulit Singkong
Setelah  ditimbang,  diketahui  bahwa  massa  dari potongan-potongan  kulit  singkong  untuk  masing- masing variasi suhu karbonisasi adalah 163 gr.

## 3. Pengarangan
Pengarangan dilakukan untuk mengubah kulit singkong  menjadi  arang  hitam.  Hal  ini  penting  agar saat  melakukan  karbonisasi  menggunakan  furnance, kulit  singkong  tidak  menimbulkan  banyak  asap, dengan kata lain tidak mengandung banyak air. Proses pengarangan ditunjukkan oleh Gambar 5.
Gambar 5. Proses Pengarangan Kulit Singkong
Proses  pengarangan  dilakukan  hingga  potongan- potongan  kulit  singkong  berubaha  warna  menjadi hitam,  hal  ini  harus  selalu  diawasi  agar  tidak  banyak kulit  singkong  yang  berubah  menjadi  abu.  Gambar  6 menunjukan  potongan-potongan  kulit  singkong  yang telah mengalami proses pengarangan.
Secara  kasat  mata,  potongan-potongan  kulit  singkong yang  telah  mengalami  pengarangan  memiliki  warna hitam  yang  tidak  sempurna.  Hal  ini  dilakukan  untuk menjaga  tidak  adanya  kulit  singkong  yang  berubah menjadi abu.

## 4. Karbonisasi
Sebelum  melakukan  proses  karbonisasi,  potongan kulit singkong dibungkus terlebih dahulu menggunakan  aluminium  foil.  Proses  pembungkusan dengan  aluminium  foil  dilakukan  agar  tidak  terjadi kontak  antara  potongan-potongan  kulit  singkong dengan  udara  sekitar.  Setelah  itu  dilakukan  proses karbonisasi  untuk  masing-masing  variasi  suhu  yaitu 300 O C,  400 O C,  dan  500 O C.  Waktu  karbonisasi berlangsung  selama  2  jam  untuk  masing-masing variasi  suhu.  Hasil  proses  karbonisasi  ditunjukkan oleh Gambar 7.
Gambar 7. Karbon Aktif Kulit Singkong Hasil Karbonisasi
Setelah proses karbonisasi selesai, kulit singkong telah berubah  menjadi  karbon  aktif.  Karbon  aktif  tersebut ditumbuk  menggunakan  cawan  penumbuk,  agar berubah  menjadi  serbuk  karbon  aktif,  sehingga  bisa melakukan  salah  satu  uji  parameter  SNI  tentang karbon aktif yaitu uji lolos mesh.

## 5. Uji Lolos Mesh
Karbon  aktif  menurut  SNI  06-3730-1995  adalah karbon  aktif  yang  memenuhi  salah  satu  standar  yaitu lolos  ayakan  minimal  90  mesh.  Ayakan  yang digunakan  untuk  karbon  aktif  kulit  singkong  adalah ayakan 200 mesh. Karbon aktif yang berhasil lolos uji mesh ini akan diaktivasi secara kimia.

## 6. Aktivasi Kimia
Aktivasi  kimia  dilakukan  dengan  tujuan membuka  pori  dan  memperluas  permukaan  aktif  dari karbon  aktif.  Aktivasi  kimia  dilakukan  dengan menggunakan aktivator KOH 3M dengan prosedur 25 gram  karbon  aktif  kulit  singkong  dicampur  dengan 100  ml  KOH.  Kemudian  karbon  aktif  tersebut dipanaskan  dan  diaduk  menggunakan Magnetic Stirrer Hot Plate pada suhu 80 O C dalam waktu 1 jam
dengan  kecepatan  putar  200  rpm.  Proses  aktivasi kimia diperlihatkan oleh Gambar 8.
Gambar 8. Proses Aktivasi Kimia

## 7. Pengendapan
Karbon  aktif  dari  hasil  aktivasi  kimia  harus diendapkan  terlebih  dahulu  untuk  memisahkan  antara larutan  sisa  aktivasi  kimia  dengan  endapan  karbon aktif  kulit  singkong.  Pengendapan  dilakukan  selama 24  jam.  Masing-masing  karbon  aktif  memiliki  warna air  endapan  yang  berbeda.  Semakin  tinggi  suhu karbonisasi  karbon  aktif  kulit  singkong,  maka  warna air  endapannya  semakin  bening.  Hal  ini  berbeda dengan  warna  air  endapan  pada  karbon  aktif  hasil suhu karbonisasi yang lainnya. Gambar 9 menunjukkan  karbon  aktif  kulit  singkong  yang  telah mengendap.
Gambar 9. Proses Pengendapan
Setelah  itu,  air  bekas  endapannya  dibuang  agar endapannya  dapat  dinetralisir  menggunakan  HCl  0,5 N. Masing-masing air bekas netralisir dibuang dengan cara  disaring  menggunakan  kertas  saring.  Setelah proses penetralan, dilakukan proses pencucian dengan menggunakan  aquades  hingga  mencapai  pH  netral  7. Proses  pencucian  juga  dilakukan  dengan  cara penyaringan  sama  seperti  proses  penetralan.  Setelah itu  karbon  aktif  kulit  singkong  didehidrasi  kembali dengan menggunakan furnance . Suhu yang digunakan adalah 105 o C selama 2jam.
Gambar  10  menunjukkan  prosedur  penelitian  secara skematis.

## Gambar 10. Bagan Prosedur Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data-data yang telah diperoleh dianalisa berdasarkan tujuan penelitian yaitu :
1. Pengaruh  Variasi  Suhu  Karbonisasi  terhadap Mikrostruktur Karbon Aktif Kulit Singkong. Karbonisasi  merupakan  proses  pembakaran atau penguraian material organik dengan melibatkan sedikit O 2 , dengan kata lain prosesnya dilakukan  dalam  alat  tertutup  dengan  suhu  tinggi. Alat  yang  sering  digunakan  untuk  proses karbonisasi  ini  adalah furnance .  Perbedaan  antara proses  karbonisasi  dengan  pembakaran  biasa adalah,  arang  yang  terbentuk  dari  hasil  proses karbonisasi  memiliki  kadar  karbon  yang  lebih banyak dan abu yang sedikit
Proses  karbonisasi  yang  berlangsung  dalam furnance membatasi  adanya  udara  agar  kulit singkong  dapat  berubah  menjadi  karbon  aktif dengan  sempurna.  Dengan  kata  lain  tidak menghasilkan  residu  berupa  abu.  Makin  tinggi suhu  karbonisasi  yang  diberikan,  maka  massa karbon  aktif  yang  dihasilkan  semakin  sedikit.  Hal ini disebabkan karena suhu yang tinggi membutuhkan  waktu  pencapaian  yang  lama, sehingga proses penguraian senyawanya menghasilkan  karbon  aktif  yang  bersih  dari  zat pengotor.
Proses  karbonisasi  terhadap  kulit  singkong juga  memperlihatkan  residu  berupa  asap  yang
keluar  dari  bagian  atas furnance .  Hal  ini disebabkan karena kulit singkong masih mengandung  air  walaupun  telah  didehidrasi sebelumnya  menggunakan  oven.  Makin  tinggi suhu  yang  diberikan,  asap  yang  muncul  juga semakin  banyak,  tetapi  tidak  terjadi  dalam  waktu yang lama.
Pengaruh suhu karbonisasi  juga terlihat pada warna  karbon  aktif  kulit  singkong  secara  visual.
Semakin  tinggi  suhu  karbonisasi,  maka  warna karbon aktif akan semakin hitam dan gelap. Hal ini disebabkan  karena  senyawa-senyawa  non  karbon telah mengurai selama proses karbonisasi berlangsung.  Sehingga  suhu  yang  tinggi  akan meningkatkan  kemurnian  karbon  aktif  yang berwarna  hitam  yang  terkandung  dalam  kulit singkong tersebut. Pengaruh suhu karbonisasi  juga terlihat pada kecepatan pengendapan karbon aktif kulit singkong  setelah  diaktivasi  kimia.  Makin  tinggi suhu  karbonisasi,  maka  kecepatan  pengendapan karbon aktif kulit singkong semakin cepat. Hal ini disebabkan  oleh  tingkat  kemurnian  karbon  aktif yang  semakin  bagus  jika  suhu  karbonisasi  yang diberikan semakin tinggi.
Variasi  suhu  yang  digunakan  untuk  proses karbonisasi adalah 300 0 C, 400 0 C, dan 500 0 C untuk masing-masing  waktu  karbonisasi  2jam.  Hasil karakterisasi  SEM  berupa  gambar  mikrostruktur dari  karbon  aktif  kulit  singkong.  Karakterisasi dilakukan dengan perbesaran 5000x untuk masing- masing  sampel  karbon  aktif  kulit  singkong. Karakterisasi menggunakan SEM diperlukan untuk mendapatkan  bentuk  pori  dan  ukuran  pori  yang terbentuk  akibat  dari  suhu  karbonisasi  terhadap karbon  aktif  kulit  singkong.  Selain  itu  juga  untuk melihat  hubungan  antara  suhu  karbonisasi  dengan pengotor  yang  ada,  yaitu  ada  tidaknya  pengotor yang  terdapat  pada  karbon  aktif  kulit  singkong. Bentuk  mikrostruktur  dari  masing-masing  karbon aktif ditunjukkan oleh Gambar 11.
b. 400 o C c. 500 o C
Gambar 11. Hasil Karakterisasi SEM
Gambar 11 memperlihatkan bentuk mikrostruktur  dari  karbon  aktif  kulit  singkong, serta  memberikan  gambaran  ukuran  dari  diameter pori  karbon  aktif  kulit  singkong  untuk  masing- masing  variasi  suhu  karbonisasi.  Tetapi  hasil karakterisasi  SEM  menunjukkan  bahwa  banyak pori  karbon  aktif  yang  pecah  atau  rusak.  Hal  ini disebabkan karena proses penetralan dan pencucian setelah aktivasi kimia yang membutuhkan  waktu  lama.  Sehingga  proses pengadukan menyebabkan pori mikrostruktur yang terbentuk tidak halus.
Hasil  karakterisasi  SEM  untuk  masing-masing karbon  aktif  kulit  singkong  menunjukkan  bahwa, semakin  tinggi  suhu  karbonisasi  maka  luas permukaan  karbon  aktif  semakin  besar.  Hal  ini dapat  dilihat  pada  Gambar  11,  dimana  dengan perbesaran  yang  sama  yaitu  5000x,  hasil mikrostruktur  untuk  masing-masing  karbon  aktif berbeda.  Makin  tinggi  suhu  karbonisasinya,  maka pori  yang  dihasilkan  lebih  kecil  dan  banyak. Sehingga  daya  serapnya  lebih  tinggi.  Secara
keseluruhan,  ukuran  diameter  pori  dari  karbon aktif  kulit  singkong  tergolong  pada  jenis makropori yaitu besar dari 0,5 mikrometer.
Karbon  aktif  yang  bagus  adalah  karbon  aktif yang  memiliki  daya  serap  yang  tinggi,  hal  ini sesuai  dengan  definisi  karbon  aktif  menurut  SNI 06-3730-1995.  Daya  serap  yang  tinggi  akan meningkatkan  fungsi  karbon  aktif  sebagai  media transfer dan katalisator. Hal ini penting agar fungsi karbon  aktif  sebagai  adsorben  dapat  berjalan dengan baik. Sehingga karbon aktif yang terbentuk dapat  bekerja  dengan  optimal  karena  telah memenuhi standar SNI.
Mikrostruktur  yang  terbentuk  memiliki  ukuran pori yang tidak terlalu berbeda, tetapi peningkatan suhu karbonisasi menyebabkan pori yang terbentuk  semakin  banyak  dan  berukuran  lebih kecil.  Hal  ini  disebabkan  karena  suhu  yang  tinggi dapat  menyebabkan  partikel-partikel  bergetar  dan bergerak  menuju  posisi  yang  lebih  rapi,  sehingga pori  yang  terbentuk  lebih  banyak  dan  berukuran kecil. Hal ini sesuai dengan penelitian Latifan dan Diah  Susanti  (2012),  yang  menyatakan  bahwa suhu  yang  tinggi  menyebabkan  pori  yang terbentuk  lebih  banyak  dan  ukuran  porinya  lebih kecil,  sehingga  akan  mempengaruhi  daya  serap dari karbon aktif tersebut [6] .
2. Pengaruh  Suhu  Karbonisasi  terhadap  Derajat Kritalinitas Karbon Aktif Kulit Singkong. Derajat kristalinitas merupakan perbandingan antara  fasa  kristal  dengan  fasa  amorf  yang terbentuk  pada  suatu  bahan.  Derajat  kristalinitas memberikan gambaran tentang keteraturan struktur kristal yang terbentuk pada suatu bahan. Dalam hal ini akan terlihat bahwa suatu bahan akan memiliki struktur  kristal,  semi-kristal  ataupun  amorf. Derajat  kristalinitas  dapat  dihitung  dengan menggunakan Persamaan (1).
Kristalinitas =     amorf kristalin kristalin     ....(1)
 kristalin = fraksi luas kristalin
 amorf = fraksi luas amorf
Persamaan  (1)  digunakan  untuk  menghitung derajat  kristalinitas  setelah  mendapatkan  hasil karakterisasi  dari  XRD  yaitu  berupa  pola  difraksi XRD  dari  karbon  aktif  kulit  singkong.  Derajat kristalinitas dihitung dengan cara  membandingkan fraksi  luas  kristalin  dengan  jumlah  antara  fraksi luas  kristalin  dan  fraksi  luas  amorf.  Hasil perhitungannya  akan  memberikan gambaran  besar persentase  derajat  kristalinitas  dari  karbon  aktif tersebut. Makin besar persentase derajat kristalinitasnya,  maka  struktur  kristal  dari  karbon aktif  akan  semakin  tinggi  dan  jauh  dari  struktur amorf.
Hasil karakterisasi XRD berupa pola difraksi hubungan  antara  sudut  2  terhadap  intensitas hamburan.  Pengukuran  dimulai  dari  sudut  2  dimulai dari 10 o – 100 o . Pola difraksi dari masing- masing  karbon  aktif  akan  dibandingkan  dengan pola  difraksi  dari  karbon  grafit.  Grafit  merupakan karbon berstruktur kristal yang memiliki 2 puncak karbon  pada  pola  difraksinya.  Sedangkan  karbon aktif  adalah  karbon  berstruktur  amorf  yang diharapkan  memiliki  pola  difraksi  mendekati grafit.  Hal  ini  didasari  karena  grafit  merupakan acuan standar untuk karbon aktif.
Pola  difraksi  sinar-x  untuk  masing-masing variasi  suhu  karbonisasi  dapat  dibandingkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12. Perbandingan Pola Difraksi Karbon Aktif

## Kulit Singkong
Gambar 12 memperlihatkan bahwa masing-masing karbon  aktif  memiliki  pola  difraksi  yang  hampir sama.  Secara  garis  besar  pola  difraksinya  juga mendekati pola difraksi dari grafit, hanya saja pola difraksi dari karbon aktif kulit singkong berstruktur  karena  memiliki  banyak  puncak  yang tidak  beraturan.  Jika  dibandingkan  dengan  ketiga pola  difraksi  dari  karbon  aktif  kulit  singkong, maka  akan  terlihat  pergeseran  sudut  hamburan untuk  masing-masing  puncak,  tetapi  pergeseran tersebut  tidak  begitu  besar.  Sedangkan  puncak-
puncak  kecil  yang  terjadi  pada  masing-masing pola  difraksi  karbon  aktif,  selain  daripada  2 puncak  karbon  tersebut,  merupakan  puncak- puncak dari zat pengotor yang  masih  bersisa pada karbon aktif.
Pola  difraksi  dari  karbon  aktif  kulit  singkong akan digunakan untuk mengukur derajat kristalinitas  dari  masing-masing  karbon  aktif.
Hasil perhitungan derajat kristalinitasnya
ditunjukkan oleh Tabel 1.
Tabel  1.  Hasil  perhitungan  Derajat  Kristalinitas
Karbon Aktif Kulit Singkong Suhu Karbonisasi ( 0 C) Derajat Kristalinitas (%) 300 36,64 400 30,20 500 30,54
Tabel  1  akan  memberikan  gambaran  hubungan antara suhu karbonisasi dengan derajat kristalinitas karbon  aktif  kulit  singkong.  Dari  tabel  6  dapat diplot  grafik  hubungan  antara  suhu  karbonisasi terhadap  derajat  kristalinitas  yang  dapat  dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Grafik Hubungan antara Suhu
Karbonisasi terhadap Derajat Kristalinitas Karbon Aktif Kulit Singkong
Gambar 13 menunjukkan bahwa derajat kristalinitas tertinggi terdapat pada suhu karbonisasi  300 o C,  sedangkan  derajat  kristalinitas terendah  terdapat  pada  suhu  karbonisasi  400 o C.
Hal ini tidak sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa  semakin  tinggi  suhu  karbonisasi  maka derajat  kristalinitas  juga  akan  semakin  tinggi [8] . Hal  ini disebabkan  karena  masing-masing  karbon
0 10 20 30 40 300 400 500 D e ra ja t K ri st al in it as (% )
Suhu Karbonisasi (°C)
aktif  membutuhkan  waktu  yang  berbeda  saat melakukan  proses  pencucian.  Kejernihan  larutan sisa  pengendapan  tidak  menjamin  nilai  pH  yang netral,  hal  ini  terjadi  saat  melakukan  proses pencucian.  Proses  pencucian  dilakukan  agar karbon  aktif  kulit  singkong  bersih  dari  aktivator basa dan asam  penetral yang telah digunakan pada proses sebelumnya. Proses pencucian ini dilakukan dengan  menggunakan  aquades  hingga  mencapai pH  netral  7.  Karbon  aktif  pertama  yang  berhasil mencapai  pH  netral  adalah  karbon  aktif  hasil karbonisasi  suhu  300 o C,  sedangkan  karbon  aktif terakhir  yang  berhasil  mencapai  pH  netral  adalah karbon  aktif  hasil  karbonisasi  suhu  400 o C. Semakin  lama  proses  pencucian,  maka  karbon aktifnya  semakin  sering  diaduk  dengan  batang pengaduk.  Hal  ini  dapat  mempengaruhi  struktur dari  karbon  aktif.  Oleh  karena  itu,  derajat kristalinitasnya  menjadi  turun  karena  karbon aktifnya mengalami proses pencucian yang lama.
Zat  pengotor  dari  karbon  aktif  berasal  dari sisa-sisa  proses  aktivasi  kimia  dan  proses pencucian  karbon  aktif  yang  belum  bersih  setelah dilakukan  aktivasi  kimia.  Hal  ini  disebabkan karena  pada  proses  aktivasi  kimia  melibatkan aktivator  berupa  senyawa  basa  dengan  tujuan untuk  memperbesar  pori  yang  terbentuk  pada karbon  aktif.  Sehingga  konsentrasi  aktivator  yang terlalu tinggi akan menyebabkan kuatnya pengaruh aktivator yang bisa  meningkatkan keberadaan dari zat pengotor.
Derajat  kristalinitas  dari  karbon  aktif komersil  adalah  27,79% [7] ,  Sedangkan  derajat kristalinitas  dari  karbon  aktif  kulit  singkong berkisar  antara  (30,20  –  36,64)%.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  karbon  aktif  kulit  singkong berpotensi  sebagai karbon aktif komersial, dengan kata  lain  juga  berpotensi  sebagai  bahan  dasar GDL.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil penelitian dan pengolahan data, dapat dikemukakan beberapa kesimpulan dari penelitian yaitu :
1 Pengaruh  suhu  pada  proses  karbonisasi terhadap  mikrostruktur  karbon  aktif  kulit singkong  adalah  berbanding  lurus.  Semakin tinggi  suhu  karbonisasi  yang  diberikan,  maka luas  permukaan  aktif  dari  karbon  aktif  kulit singkong  semakin  besar,  sehingga  pori  yang
dihasilkan  lebih  kecil  dan  banyak.  Dengan begitu  daya  serap  dari  karbon  aktif  juga  akan semakin besar
2 Pengaruh  suhu  pada  proses  karbonisasi terhadap  derajat  kristalinitas  karbon  aktif  kulit singkong  belum  memperlihatkan  perbedaan yang  mencolok.  Tetapi  berdasarkan  derajat kristalinitasnya,  karbon  aktif  kulit  singkong berpotensi sebagai bahan dasar GDL.

## DAFTAR RUJUKAN
[1] Hasan, Achmad. 2007. “Aplikasi Sistem Fuelcell sebagai  Energi  Ramah  Lingkungan  di  Sektor Transportasi  dan  Pembangkit.” Jurnal  Teknik Lingkungan .  Vol.  8  No.  3  September  2007:
Jakarta. [2] Wardana, Galang Wisnu dan Hosta Ardhyananta.2014. “Pengaruh Penambahan
Grafit terhadap Sifat Tarik, Stabilitas Termal dan Konduktivitas  Komposit  Vinil  Ester/  Grafit sebagai  Pelat  Bipolar  Membran  Penukar  Proton Sel  Bahan  Bakar  (PEMFC).” Jurnal  Teknik Pomits .  Vol.  3  No.  1  2014.  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember: Surabaya
[3] Ikawati  dan  Melati.  2009.  “Pembuatan  Karbon Aktif dari Limbah Kulit Singkong UKM Tapioka
Kabupaten Pati.” Penelitian Program Mahasiswa  Penerapan  Teknologi  (PKMT). Universitas Diponegoro: Semarang.
[4] Purwanto,  Djoko.  2011.  “Arang  dari  Limbah Tempurung  Kelapa  Sawit.” Jurnal  Penelitian Hasil  Hutan .  Vol.  29  No.  1  Maret  2011: Banjarbaru
[5] Sawabi.  2009. Karbon  Aktif  dari  Singkong . Semarang.  < http://www.biotek.lipi.go.id >  [yang diakses pada tanggal 10 Juli 2014].
[6] Latifan,  Rio  dan  Diah  Susanti.  2012.  “Aplikasi Karbon Aktif dari Tempurung Kluwak (Pangium edule)  dengan  Variasi  Temperatur  Karbonisasi dan  Aktivasi  Fisika  sebagai  Electric  Double Layer  Capasitor  (EDLC).” Jurnal  Teknik Material  dan  Metalurgi .  Vol.  1  No.  1  (2012). Institut Teknologi Sepuluh Nofember: Surabaya.
[7] Fauziah,  Nailul.  2009.  “Pembuatan  Arang  Aktif secara  Langsung  dari  Kulit Acacia  mangium Wild  dengan  Aktivasi  Fisika  dan  Aplikasinya sebagai  Adsorben.” Skripsi .  Institut  Pertanian Bogor: Bogor.
[8] Destyorini,  Fredina.  dkk.  2010.  “Pengaruh  Suhu Karbonisasi terhadap Struktur dan Konduktivitas Listrik  Arang  Serabut  Kelapa.” Jurnal  Fisika Himpunan  Fisika  Indonesia Vol.  10  No.  2
Desember 2010: Tangerang Selatan