Judul: Karbon Nanoporous dari Biomasa Hutan melalui Proses Karbonisasi Bertingkat: Pirolisis, Hidrotermal dan Aktivasi
Abstrak: Karbon nanoporous memiliki sifat unik sehingga banyak digunakan pada beragam aplikasi seperti untuk baterai, superkapasitor, pendukung katalis dan sensor. Karbon nanoporous dengan struktur mikropori, luas permukaan besar dan volume pori tinggi dapat dihasilkan dari prekursor batu bara, turunan minyak bumi dan biomasa berlignoseluosa. Batu bara dan turunan minyak bumi bersumber dari fosil dimana suatu saat akan habis dan harganya cenderung naik, sementara itu biomasa berlignoselulosa jumlahnya melimpah, dapat diperbaharui dan lebih ramah terhadap lingkungan. Kayu dan limbah yang berbasiskan biomasa merupakan sumber potensial untuk pembuatan karbon nanoporous karena mengandung unsur karbon dan materi mudah menguap tinggi. Karbon nanoporous dari biomasa berlignoselulosa dapat diperoleh melalui tahapan karbonisasi dan aktivasi. Karbonisasi konvensional yang umum dilakukan adalah karbonisasi pirolisis (KP) pada suhu antara 400-600oC. Pada kondisi ini telah terbentuk struktur aromatik karbon pada arang (prekursor) sehingga untuk menghasilkan karbon aktif dengan porositas tinggi diperlukan aktivator dalam jumlah banyak. Dampak lain dari penggunaan aktivator adalah terbentuknya produk turunan selama proses aktivasi. Untuk mendapatkan karbon dengan tingkat kemurnian tinggi perlu menghilangkan produk pengotor tersebut melalui proses pencucian menggunakan pelarut asam seperti HCl sehingga semakin banyak aktivator yang digunakan, kebutuhan bahan kimia pencuci juga akan semakin besar. Alternatif teknik karbonisasi yang lebih ramah lingkungan adalah karbonisasi hidrotermal (KH). Proses ini dilakukan pada suhu rendah (hemat energi) dan berlangsung dalam reaktor tertutup menggunakan media air. Polutan berupa gas sebagai bahan pencemar dapat diminimalisir. Produk karbonisasi berupa arang-hidro bersifat amorf dan mengandung materi mudah menguap tinggi sehingga akan lebih sedikit aktivator yang diperlukan untuk menghasilkan karbon aktif dengan porositas tinggi. Berdasarkan pertimbangan tersebut maka pada penelitian ini dilakukan karbonisasi hidrotermal dan pirolisis pada suhu rendah untuk mendapatkan arang-hidro dan arang dalam kondisi lunak. Porositas tinggi pada karbon aktif dapat diperoleh melalui aktivasi kimia menggunakan aktivator KOH. Melalui teknik ini dihasilkan luas permukaan lebih dari 1,900 m2/g. Jumlah KOH yang digunakan masih cukup besar yaitu pada perbandingan KOH:karbon berkisar antara 1:2 hingga 6:1 dan bahkan 8:1. Perbandingan optimum untuk menghasilkan karbon aktif berukuran pori mikro (nanoporous) rata-rata sebesar 3:1. Dalam rangka meningkatkan efektivitas kinerja KOH selama proses aktivasi, maka teknik yang dapat dilakukan adalah mengkombinasikan antara aktivasi kimia (KOH) dan uap air. Prinsip dari proses ini adalah memanfaatkan produk turunan KOH seperti K2CO3, K dan K2O menjadi KOH melalui bantuan uap air sehingga terjadi siklus KOH sehingga penggunaan KOH dapat dikurangi. Tujuan penelitian ini adalah diversifikasi produk biomasa hutan menjadi karbon nanoporous konduktif melalui proses karbonisasi pirolisis dan hidrotermal suhu rendah, aktivasi menggunakan KOH rendah dikombinasikan dengan uap air, dan pemanasan lanjutan untuk meningkatkan konduktivitas. Sasaran yang diharapkan adalah diperoleh jenis biomasa hutan dan kondisi proses paling baik untuk menghasilkan karbon nanoporous konduktif. Analisis dilakukan menggunakan beberapa instrumen diantaranya XRD, FTIR, SEM, EDS, SAA, TEM, LCR meter dan Py-GCMS serta dilakukan juga analisis proksimat dan ultimat. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa karakteristik setiap biomasa berpengaruh terhadap sifat karbon aktif yang dihasilkan. Kemampuan dalam pembentukan porositas tidak hanya ditentukan oleh kandungan dan kadar komponen kimia tetapi juga oleh sifat lain seperti morfologi, struktur kristalin, materi mudah menguap dan proses karbonisasi. Pembentukan awal kerangka karbon bersifat amorf merupakan kunci untuk mendapatkan arang dan
Keyword: karbon nanoporous, hidrotermal, pirolisis, aktivasi KOH-uap air, konduktivitas, biomasa

Judul: Pengaruh Katalis Pada Proses Karbonisasi Hidrotermal Pati Singkong
Abstrak: Sintesis bahan karbon fungsional seperti karbon nanotube dan fullerenes, saat ini menjadi topik hangat karena potensinya yang penting dalam penyimpanan gas, katalis, dan fuel cell dimana secara tradisional bahan-bahan fungsional berbasis karbon dihasilkan dari bahan awal bahan bakar fosil. Disisi lain, konsumsi energi meningkat seiring dengan pertumbuhan ekonomi dan jumlah penduduk sehingga diperlukan sumber daya energi yang secara alamiah tidak akan habis seperti biomassa. Salah satu bahan biomassa yaitu singkong merupakan tanaman yang mengandung pati dan merupakan tanaman dapat tumbuh disemua propinsi di Indonesia namun belum menjadi perhatian serius untuk menjadi produk yang bernilai tinggi. Oleh karena itu dalam penelitian ini memanfaatkan bahan pati singkong yang diharapkan menjadi bahan produk untuk berbagai aplikasi. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh katalis pada proses karbonisasi hidrotermal pati singkong. Bahan karbon disintesis melalui metode hidrotermal pada suhu 120 oC dan tekanan 15 psi selama 24 jam. Selanjutnya dikeringkan dalam furnace, membuat bubuk dan pelet karbon. Proses hidrotermal dilakukan dengan tanpa katalis, dan dengan memvariasikan penggunaan jumlah katalis. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah bubuk ferrocene dengan massa yang digunakan antara lain 0,8 gram, 1,6 gram dan 2,4 gram. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan X-Ray Difraksi (XRD), Scaning Electron Microscopy (SEM), I-V meter, HIOKI 3522-50 LCR HiTESTER, dan Particle Size Analizer (PSA). Pengaruh penggunaan katalis ditunjukkan oleh hasil karakterisasi XRD karbonisasi hidrotermal pati singkong yang menunjukkan karbon dengan sudut difraksi 2θ = 25,5450o (tanpa katalis), sudut 2θ = 26,4236o (massa katalis 0,8 gram), sudut 2θ = 25,9643o (massa katalis 0,6 gram) dan sudut 2θ = 25,6149o (massa katalis 2,4 gram). Hasil yang diperoleh juga menunjukkan tingkat kristalinitas yang berbeda pada setiap penggunaan katalis yakni 30,01% (tanpa katalis), 40,23% (massa katalis 0,8 gram), 42,56% (massa katalis 0,6 gram), dan 23,94% (massa katalis 2,4 gram). Karakterisasi dengan SEM juga menunjukkan morfologi permukaan yang berbeda pada penggunaan katalis dengan jumlah yang berbeda, dimana diameter partikel berada dalam rentang nanometer. Pengamatan dengan I-V meter juga menunjukkan adanya respon cahaya dari masing-masing karbon hasil karbonisasi hidrotermal. Respon cahaya yang paling signifikan ditunjukkan oleh sampel karbon yang menggunakan katalis yang paling banyak (sampel C261). Hasil pengukuran nilai konduktivitas karbon berkisar dalam rentang nilai konduktivitas material semikonduktor. Pengukuran sampel karbon terhadap suhu juga menunjukkan respon karbon terhadap suhu yang ditandai dengan perubahan nilai konduktivitasnya. Hal ini mengindikasikan bahwa karbon yang dihasilkan diduga dapat dimanfaatkan sebagai bahan sensor suhu.
Keyword: 

Judul: A Continuous Vaccination Strategy in the SVIR Epidemic Model
Abstrak: Vaccination is conducted to minimize the spread of a disease. The vaccination is usually done several times within a fixed time interval. In the SVIR model, it is assumed that individuals do not get immediate immunity following a vaccination program. So according to process of vaccination on SVIR model, there are two strategies, i.e. the continuous vaccination strategy (CVS) and the pulse vaccination strategy (PVS). In this study, only the CVS strategy in epidemic model SVIR is considered. Results of the study indicate that dynamics of the CVS system depends on the basic reproductive number. If the basic reproductive number is less than one, then the disease-free fixed point is asymptotically stable. It means that the disease will eventually disappear from the population. Conversely, if the basic reproductive number is greater than one, then the endemic fixed point is asymptotically stable, which means that the disease will remain exist in the population. Simulation result shows that the vaccination would minimize the spread of disease by reducing the basic reproductive number. If the time for the vaccinated recipients to obtain the immunity, as well as a possibility of vaccinated recipients to be infected are neglected, then the disease will be eradicated. This condition is called an over-evaluating effect of vaccination.
Keyword: