INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 4 Tahun 2024 Page 11518-11527 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Limbah Bonggol Pisang Sebagai Elektrolit Padat Untuk Bio Baterai Ramah Lingkungan
Siti Hanan
Prodi Teknik Industri, Universitas Bina Bangsa
Email : Sitihanan16@gmail.com

## Abstrak
Abstrak. Salah satu jenis elektrolit adalah elektrolit padat. Elektrolit padat memiliki kandungan selulosa.  Selulosa dapat dipecah menjadi  glukosa,  glukosa  dipecah menghasilkan elektron dan ion hidrogen sehingga dapat dijadikan sebagai bahan komposit elektrolit pada baterai melalui  hidrolisis  enzim  dengan  menggunakan  asam  cuka.  Bonggol  pisang  mempunyai kandungan  selulosa  yang  tinggi.  Selulosa  tersebut  merupakan  bahan  awal  dalam  proses pembuatan  pasta  bonggol  pisang  untuk  menggantikan  pasta  (elektrolit)  pada  baterai. Pembuatan  elektrolit  dilakukan  dengan  menghaluskan  bonggol  pisang  hingga  menjadi bubur, kemudian bubur bonggol pisang disaring untuk mendapatkan pasta padat (elektrolit). Pengamatan dilakukan dengan mengukur massa elekrolit bonggol pisang 250 gram dengan memvariasi volume larutan asam cuka konsentrasi 1 %. Variasi volume asam cuka  sebesar 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml, 6 ml, dan 7 ml. Saat pengujian elektrolit, katoda yang digunakan adalah batang  karbon  pada  baterai  bekas,  sedangkan  anodanya  menggunakan  seng  (Zn).  Jarak anoda dan katoda pada gelas ukur tempat elektrolit adalah 3 cm. Pada volume asam asam cuka sebesar 7 ml diperoleh tegangan mencapai 1,596 volt. Hasil eksperimen menunjukkan kenaikan tegangan dipengaruhi volume larutan asam cuka yang dicampurkan.
Kata Kunci: bonggol pisang, baterai, selulosa, asam cuka

## Abstract
Abstract.  One  type  of  electrolyte  is  a  solid  electrolyte.  Solid  electrolytes  contain  cellulose. Cellulose can be broken down into glucose, glucose is broken down to produce electrons and hydrogen ions so that it can be used as a composite electrolyte material in batteries through enzyme hydrolysis using vinegar. Banana weevils have a high cellulose content. Cellulose is the  starting  material  in  the  process  of  making  banana  weevil  paste  to  replace  the  paste (electrolyte) in batteries. Making electrolyte is done  by mashing the banana weevil until it becomes mush, then the banana weevil pulp is filtered to obtain a solid paste (electrolyte). Observations were made by measuring the mass of 250 gram banana hump electrolytes by varying the volume of acetic acid solution with a concentration of 1%. Variations in the volume of vinegar are 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml, 6 ml and 7 ml. When testing the electrolyte, the cathode used is a carbon rod in a used battery, while the anode uses zinc (Zn). The distance between the anode and cathode on the measuring cup containing the electrolyte is 3 cm. In a volume of 7 ml of vinegar, a voltage of 1.596 volts is obtained. The experimental results show that the increase in voltage is influenced by the volume of the acetic acid solution mixed with it.
Keyword: banana weevil, battery, cellulose, vinegar

## PENDAHULUAN
Energi listrik pada baterai melibatkan transfer elektron melalui suatu media yang bersifat konduktif dari dua elektroda (anoda dan katoda) sehingga menghasilkan arus listrik  dan  beda  potensial.  Komponen  utama  pada  baterai  terdiri  dari  elektroda  dan elektrolit  (Tanjung,  A.  F.,  dkk.  2022).  Baterai  sering  digunakan  oleh  manusia  dalam kegiatan sehari hari, pada jam dinding, pada mainan anak, pada remote, dan sebagainya. Kegunaan baterai yang sangat penting membuat baterai menjadi salah satu benda yang terus dikembangkan. Prinsip baterai sendiri ada jenis primer dan sekunder. Baterai yang tidak dapat diisiu ulang disebut dengan baterai primer, sedangkan baterai yang bisa diisi ulang disebuat dengan baterai sekunder karena bisa digunakan berulang kali. Komponen utama baterai terdiri atas 3 bagian, yaitu anoda, katoda dan elektrolit (Perdana, 2020). Baterai terdiri dari dua bahan konduktor tak sejenis (elektroda) yang dicelupkan dalam larutan  yang  mampu  menghantarkan  listrik  (elektrolit).  Terminal  positif  dan  terminal negatif terletak pada ujung elektroda. Ketika kedua terminal dihubungkan dengan kawat konduktor arus listrik akan mengalir melalui kawat dari terminal negatif ke positif. Beda potensial  atau  tekanan  listrik  antar  terminal  tergantung  pada  bahan  elektroda  dan elektrolit  dan  diukur  dalam  volt.  Elektrolit  atau  konduktor ionic  baterai  merupakan penyedia sarana transfer ion. Elektrolit ini terdiri atas elektrolit cair dan elektrolit padat.
Di Indonesia  pengolahan baterai  bekas  belum  mendapat perhatian khusus. Hal ini dikarenakan  kurangnya  kepeduliaan  pemerintah  dan  kesadaran  masyarakat  terhadap bahayanya  limbah baterai.  Baterai biasanya langsung  dibuang ketempat  sampah  dan berakhir di TPA. Baterai bekas yang dibuang, tanpa  disadari  akan  merusak  lingkungan hidup  dan  membahayakan kesehatan serta kelangsungan hidup manusia. Pencemaran lingkungan oleh logam berat telah menjadi ancaman utama karena elektrolit non bio tidak dapat diuraian. Karbon  yang digunakan  dapat diperoleh dari dalam baterai sel kering yang sudah tidak dapat digunakan. Baterai juga mengandung logam berat seperti merkuri, timbal, cadnium, dan nikel. Komponen ini akan berdampak pada pencemaran lingkungan, jika limbah baterai tidak terpasang dengan benar. Sampah tergolong B3 (Zat Berbahaya  dan  Beracun)  membahayakan  lingkungan  dikarenakan  tidak  dapat  diurai (Ernawati, et al., 2019). Banyaknya dampak negatif dari kandungan baterai yang saat ini digunakan, maka dari itu diperlukan solusi baterai ramah lingkungan, yaitu bio baterai. Energi alternatif dihasilkan dari bahan bahan yang sebelumnya belum pernah digunakan. Energi  alternatif  mulai  banyak  dikembangkan  karena  dapat  diperbarui.  Berkenaan dengan larutan elektrolit, baik larutan elektrolit hasil sintesis maupun bahan organik telah banyak digunakan. Bio baterai berasal dari bahan alam yang ramah lingkungan dan tidak mengandung bahan kimia yang berbahaya sehingga aman untuk dikembangkan pada baterai (Andinata, 2020). Bio-baterai sudah diteliti oleh banyak ilmuwan. Sumber utama energi bio baterai yaitu glukosa, karbohidrat, asam amino dan enzim.
Semua yang ada di pohon pisang dapat dimanfaatkan, dari buah, pohon, maupun akar  (Gurning,  et  al.,  2021).  Buah  pisang  sering  dikonsumsi  masyarakat  Indonesia. Sedangkan bagian tanaman pisang yang lain kurang dimanfaatkan dan dibuang begitu saja menjadi limbah. Bonggol pisang merupakan umbi yang ada pada pohon pisang. Pohon pisang tersebar dan tumbuh di semua wilayah Indonesia. Bonggol pisang sangat jarang dimanfaatkan atau kebanyakan menjadi limbah rumah tangga. Bonggol pisang muda dapat dijadikan bahan makanan, namun untuk bonggol pisang yang sudah tua kebanyakan  dibuang  oleh  masyarakat.  Bonggol  pisang  termasuk  limbah  dari  pohon pisang yang sering  dibuang. Melimpahnya bonggol  pisang membuat  peneliti tertarik untuk memanfaatkannya menjadi bio baterai. Bonggol pisang memiliki komposisi 76% pati,  20%  air,  sisanya  adalah  protein  dan  vitamin  (Nafiyanto.  2019).Glukosa  yang terkandung pada karbohidrat menjadi etanol apabila didiamkan di ruang kedap udara. Hal  inilah  yang  membuat  bonggol  pisang  dapat  dimanfaatkan  untuk  bio  baterai. Kandungan bonggol pisang (Masthura & Abdullah, 2021) pada tabel 1 Berikut :
Tabel 1. Kandungan Bonggol Pisang dalam 100 g Kandungan Bonggol Basah Bonggol Kering Kalori (kkal) 43,00 245,00 Protein (g) 0,60 3,40 Karbohidrat (g) 11,60 66,20 Kalsium (mg) 15,00 60,00 Fosfor (mg) 60,00 150,00 Zat besi (mg) 1,00 2,00 Vitamin B1 (mg) 0,01 0,04 Vitamin C (mg) 12,0 4,0 Bagian yang dapat dimakan (%) 100 100
Kandungan karbohidrat bonggol pisang tersebut merupakan selulosa. Pati pada bonggol pisang dimanfaatkan oleh masyarakat, pati dari bonggol pisang sama seperti tepung. Komposisi dari limbah bonggol pisang mengandung selulosa yang bisa dipecah menjadi glukosa, melalui hidrolisis enzim glukosa dipecah menghasilkan elektron dan ion hydrogen,  sehingga  dapat  menghantarkan  arus  listrik  dan  menghasikan  tegangan. Selulase  adalah  enzim  yang  dapat mengkatalis  terjadinya  reaksi  hidrolisis  selulosa menjadi    glukosa  (Kholis,  M.  Nur.  dkk.  2019).  Untuk  menghasilkan  tegangan  tersebut diperlukan  asam  cuka  agar  terjadi  hidrolisis  enzim.  Reaksi  elektrokimia  merupakan perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik. Elektroda yang melepaskan elektro biasa  dikenal  dengan  reaksi  oksidasi,  sedangkan  reaksi  reduksi  dimana  elektroda menerima elektron. Terbentuk kedua reaksi ini disebut reaksi redoks.
Penelitian  sebelumnya  dilakukan  anggraeni  (2019)  membuktikan  bahwa  kulit pisang dapat digunakan sebagai pasta (elektrolit) dalam bio-baterai dengan  rata-rata tegangan yang dihasilkan dari bio baterai kulit pisang yaitu, 1,24 V. Sedangkan penelitian yang dilakukan arham (2021) bio baterai yang dihasilkan limbah buah dan sayuran yang menggunakan limbah kulit pisang, tomat, belimbing wulu dan ampas kelapa diperoleh beda potensial sebesar 1,2 V. Arizona, dkk (2021) yang membuat bio baterai dari kulit pisang batu dengan campuran variasi garam sebagai elektrolit isian biobaterai memiliki tegangan  1,24  V.  Penelitian  bio  baterai  dari  bonggol  pisang  menjadi  solusi  alternatif mengurangi  pencemaran lingkungan  dan memiliki nilai ekonomis karena  berasal dari limbah bonggol pisang yang tidak dimanfaatkan oleh masyarakat.  Masyarakat juga tidak
perlu khawatir terkait pembuangan limbah dari bio baterai. Bonggol pisang yang masih belum  dimanfaatkan  oleh  masyarakat  mampu  digunakan  untuk  pasta  bio  baterai pengganti karbon yang ada pada baterai.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Dalam hal ini peneliti membuat inovasi  limbah  bonggol  pisang  sebagai  energi  alternatif  bio  baterai.  Kemudian  pasta bonggol pisang diuji kelistrikannya. Adapun diagram alirnya adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Diagram alir pembuatan dan pengujian pasta bonggol pisang
Eksperimen dilakukan dengan menggunakan 3 tahapan kerja, langkah pertama yaitu  penghancuran  bonggol  pisang  menjadi  elektrolit  padat,  kemudian  pada  tahap kedua merupakan hidrolisis enzim menggunakan asam cuka dan tahap ketiga adalah pengecekan  tegangan.  Pada  tahap  pertama,  penghancuran  bonggol  pisang  menjadi elektrolit  padat  diawali  dengan  membuat  ekstraksi  bonggol  pisang  dengan
Pembersihan bonggol pisang dan penghancuran Bonggol pisang menjadi pasta, kemudian ditimbang menjadi 250
Proses Hidrolisis enzim menggunakan asam cuka (CH3COOH) 1%
Batang karbon pada batu baterai bekas sebagai katoda dan seng (Zn) sebagai anoda dengan jarak antara katoda dan anoda adalah
Mulai Pengukuran Tegangan Listrik Analisis data Selesai
menggunakan blender. Berikut bonggol pisang yang diolah pada Gambar 1.

## Gambar 1. Bonggol pisang sebelum di proses
Langkah  selanjutnya  tahap  kedua  adalah  proses    hidrolisis    selulosa    secara enzimatis    menghasilkan    gula    pereduksi  (glukosa).    Selanjutnya    glukosa    tersebut digunakan  sebagai  substrat  dalam produksi elektron dan ion hidrogen melalui  proses fermentasi. Hasil ekstraksi bonggol pisang tersebut disaring, diambil pasta padat atau elektrolit padatnya. Kemudian ditimbang massanya agar diperoleh sebesar 250 gram, lalu dicampur asam cuka konsentrasi 1 %. Asam cuka konsentrasi 1 % diperoleh dari asam cuka  konsentrasi  25  %  (asam  cuka  makanan)  sebesar  20  ml  dicampur  dengan 𝐻 2 𝑂 sebesar  480  mL.  Lalu  dicampurkan  elektrolit  padat  bonggol  pisang  sebesar  250 gram dengan asam cuka konsentrasi 1% dengan variasi volume asam cuka antara 2 ml sampai 7 ml seperti pada Gambar 2. Penambahan cuka berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia pada ekstrak bonggol pisang , sedangkan elektrolit lemah dijalankan oleh cuka.
Gambar 2. Proses pencampuran elektrolit padat bonggol pisang
Dalam pembuatan alat ini, kita menggunakan baterai bekas dengan merk Alkaline. Untuk mengeluarkan mangan oksida digunakan obeng untuk membukanya. Kemudian diisi  dengan  pasta  bonggol  pisang  yang  telat  dibuat,  setelah  selesai  di  bersihkan.
Selanjutnya, yaitu uji tegangan dengan menggunakan multimeter. Pengecekan dilakukan dengan menggunakan batang karbon pada baterai bekas sebagai katoda dan seng (Zn) sebagai  anoda  dengan  jarak  antara  katoda  dan  anoda  adalah  3  cm.  Seng  (Zn)  yang digunakan bukan merupakan seng standar laboraturium namun lempengan seng yang digunakan sebagai bahan bangunan, berikut cara pengukuran menggunakan tegangan menggunakan multimeter pada Gambar 3.

## Gambar 3. Pengukuran Tegangan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari  Hasil  penelitian  dapat  diketahui  bahwa,  pengaruh  volume  asam    cuka konsentrasi 1% pada elektrolit padat bonggol pisang terhadap tegangan yang dihasilkan sebagai berikut :
GAMBAR 1. Grafik hubungan antara volume asam cuka terhadap tegangan pada pasta elektrolit bonggol pisang.
Pada  tahap  pengambilan  data,  pasta  bonggol  pisang  dengan  massa  250  g, dengan variasi asam cuka sebesar 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml, 6 ml, dan 7 ml.  Pada grafik 1 terlihat bahwa pada volume asam cuka sebesar 6 ml hingga 7 ml menunjukkan tegangan yang sama dengan tegangan pada baterai. Hal ini disebabkan karena selulosa pada pasta
bonggol pisang mengkatalis  terjadinya  reaksi  hidrolisis   selulosa  menjadi   glukosa, melalui  hidrolisis  enzim  glukosa  dipecah  menghasilkan  elektron  dan  ion  hidrogen, sehingga dapat menghantarkan arus listrik dan menghasikan tegangan. Elektrolit kuat yang dimiliki bonggol pisang yang telah dipecah tersebut sehingga menghantarkan arus lisrik serta dapat terionisasi.
GAMBAR 2. Grafik hubungan antara volume asam cuka terhadap tegangan pada pasta elektrolit bonggol pisang.
Pada grafik 2 yang hanya menggunakan asam cuka tanpa pasta bonggol pisang, tegangan tertinggi diperoleh 0,97 volt. Dengan menggunakan bonggol pisang, tegangan yang  didapatkan  sama  dengan  tegangan  baterai  dipasaran.  Maka  semakin  banyak volume  asam  cuka,  semakin  tinggi  tegangan  yang  didapatkan.  Hasil  menunjukkan kenaikan setiap 0,1 volt hingga 0,2 volt setiap kenaikan volume asam cuka. Dengan hasil ini, kita dapat menjadikan elektrolit bonggol pisang menjadi terobosan baru sebagai bio elektrolit  untuk  baterai.  Pada  proses  ini,  perubahan  reaksi  kimia  menjadi  reaksi  listrik terjadi karena elektrolit yang dihasilkan. Arus listrik dapat mengalir karena terdapat seng (Zn) yang bertindak sebagai katoda (kutub positif) dan tembaga yang bertindak sebagai anoda  (kutub  negatif).  Akan  terjadi  reaksi  ionisasi  jika  seng  (Zn)dan  tembaga  (Cu) bersentuhan dengan pasta bonggol pisang sehingga terjadi arus listrik. Apabila kedua elektroda dihubungkan dengan lampu, maka akan terdapat arus listrik yang mengalir dari anoda ke katoda sehingga lampu dapat menyala. Pada penelitian ini, tegangan yang dihasilkan  oleh  pasta  bonggol  pisang  dengan  asam  cuka  mencapai  1,596  V.  Standar baterai konvesional yang dijual di pasaran sebesar 1,5 V, namun untuk ketahanan lama tegangan baterai bio baterai perlu di teliti lanjut.

## SIMPULAN
Elektrolit  padat  yang  diperoleh  dari  bonggol  pisang.  Pada  penelitian  ini  dikaji kinerja  elektrolit  padat  bonggol  pisang  sebagai  elektrolit  baterai.  Hasil  menunjukan adanya keterbergantungan antara kenaikan tegangan terhadap kenaikan volume asam cuka. Tegangan terbesar diperoleh pada saat volume asam cuka sebesar 7 ml yaitu 1,596 volt. Tegangan berbanding lurus dengan arus, semakin tinggi tegangan semakin tinggi arus  listriknya.  Untuk  mengikuti  standar  baterai  konvensional  masih  belum  bisa, dikarenakan  tegangan  dari  bio  baterai  tidak  mencapai  standar.  Namun  arus  dan tegangan  dapat  menjadi  alternatif  pengganti  konvesional  untuk  efiesiensi  dan penggunaan  sehari  hari  dan  dapat  diteliti  lebih  lanjut  untuk  dapat  mencapai  standar tegangan yang baik karena elektrolit bonggol pisang tidak tahan lama.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  F.  Tanjung,  Masthura,  and  A.  H.  Daulay.  2022. “Pembuatan  Bio -Baterai  Dengan Memvariasikan  Elektroda  Berbahan  Dasar  Sri  Buah  Tomat  (Solanium  Lycopercum),”
Einstein (e-Journal): Jurnal Hasil Penelitian Bidang Fisika, vol. 10, no. 1, pp. 59-64 ”.
[2] Anggraeni,  C.  N.  (2019).  Kulit  Pisang  Sebagai  Bio-Baterai  Ramah  Lingkungan (Biodegradable). Jakarta.: Jurnal.
[3] Arham. (2021). Pembuatan Elektrolit Bio-Baterai Dari Limbah Biomassa SebagaiSumber Energi Listrik Alternatif. Tugas Akhir. Program Studi Analisis KimiaAkademi Komunitas Industri Manufaktur Bantaeng, Bantaeng.
[4] Andinata, Yoffi. 2020. Kajian Limbah Buah Dan Sayur Dengan Ilmu Agroteknologi Sebagai Energi  Alternatif  Bio  Baterai.  Seminar  of  Social  Sciences  Engineering  &  Humaniora. SCENARIO 2020 : e-ISSN 2775-4049.
[5] Ernawati, Dessy, Arifudin. (2019). Baterai Ramah Lingkungan dari Limbah Serbuk Kayu Merbau (Intsia bijuga) dan Matoa (Pometia sp.) (Eco-friendly battery from Merbau (Intsia bijuga) and Matoa (Pometia sp.) sawdust). Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis, 17(1), 83-89.
[6] Kholis, M., Nur. Asmediana, Nur, dan Sari, Maya. 2019. Potensi Dan Karakterisasi Enzim Selulase  Mikroba  Asal  Limbah  Industri  Minyak  Kayu  putih.  Agroindustrial  Technology Journal 03 (02) (2019) 110-118.
[7] Masthura & Abdullah. 2021. Pemanfaatan Sari Nenas Sebagai Sumber Energi Alternatif Pembuatan  Bio-Baterai.  CIRCUIT:  Jurnal  Ilmiah  Pendidikan  Teknik  Elektro,  Vol.5,  No.1, Februari 2021.
[8] Nafiyanto, Indra. 2019. Pembuatan Plastik Biodegradable  Dari Limbah Bonggol Pisang
Kepok  Dengan  Plasticizer  Gliserol  Dari  Minyak  Jelantah  Dan  Komposit  Kitosan  Dari Limbah  Cangkang  Bekicot  ( Achatina  Fullica).  INTEGRATED  LAB  JOURNAL  ISSN  2339- 0905 : Vol. 07, No. 01, April 2019: 75 – 89.
[9] Perdana, F., Adie. 2020. BATERAI LITHIUM. INKUIRI: Jurnal Pendidikan IPA Vol. 9, No. 2, 2020 (hal 103-109).
[10] R. Arizona, S.  Kurniadi, Y. Fernando, and Indarto, “Direction flow (DC) electric energy production  through  utilization  of  banana  leather  and  papaya  leather  waste  to  be  an environmentally friendly biobattery,” J. Renew. Energy Mech., vol. 04, no. 01, pp. 32– 46,
2021