PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA J
PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
SINTESIS POLY(2,5-FURYLENE VINYLENE) DARI KULIT KAKAO
(Theobroma cacao) SEBAGAI POLIMER ALTERNATIF PENGGANTI
SILICON SEMICONDUCTOR DAN UJI EFISIENSI SEL SURYA
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
CANDRA RIZQI SANTOSO
135090201111058 (2013)
MAHATHIR MUHAMMAD EKO RAHARJO 135090207111002 (2013)
GEMPAR ADITYA PRABOWO
135090207111018 (2013)
SITI IMROATUS KIFTIYAH
145090201111039 (2014)
RISKI SETIORINI
135090801111006 (2013)
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2015
i
.
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii
RINGKASAN ...................................................................................................... iv
BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 2
1.3 Tujuan ..................................................................................................... 2
1.4 Luaran yang Diharapkan ......................................................................... 2
1.5 Manfaat Keutamaan Topik Penelitian .................................................... 2
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 3
2.1 Kulit Kakao ............................................................................................. 3
2.2 Poly(2,5-Furylene Vinylene) .................................................................. 3
2.3 Sel Surya Polimer ................................................................................... 3
2.4 Ketahanan dan Efisiensi Sel Surya ......................................................... 4
BAB 3. METODE PENELITIAN ....................................................................... 5
3.1 Jenis Penelitian ....................................................................................... 6
3.2 Tempat Penelitian .................................................................................. 6
3.3 Tahapan Penelitian ................................................................................. 6
3.3.1 Persiapan Bahan .................................................................................. 6
3.3.2 Hidrolisis Serbuk Kulit Kakao Menjadi Furfural ................................ 6
3.3.3 Kondensasi Furfural Menjadi Furylacrylic Acid ..................................6
3.3.4 Brominasi Furylacrylic Acid Menjadi
2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan ................................................................. 6
3.3.5 Polimerisasi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan Menjadi Polimer PFV ........ 7
3.3.6 Pembuatan Sel Surya ........................................................................... 7
3.4 Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 8
3.5 Analisis Data .......................................................................................... 8
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN .................................................. 9
4.1 Anggaran Biaya ...................................................................................... 9
4.2 Jadwal Kegiatan ..................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 9
LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 11
Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota, dan Dosen Pembimbing .................. 11
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan ................................................. 17
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas ......... 20
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti ............................................... 22
iii
RINGKASAN
Kulit kakao merupakan limbah lignoselulosa. Lignoselulosa terdiri atas tiga
penyusun utama yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang saling terikat erat
membentuk satu kesatuan. Kulit kakao mempunyai kadar hemiselulosa yang tinggi
yang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan material polimer semikonduktor.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kuantitas rendemen polimer
poly(2,5-furylene vinylene) hasil sintesis dari bahan dasar kulit kakao, dan
mengetahui kualitas polimer poly(2,5-furylene vinylene) hasil sintesis sebagai
bahan semikonduktor untuk pembuatan polimer sel surya bila dibandingkan dengan
semikonduktor silikon. Serta, untuk mengetahui tingkat efisiensi polimer poly(2,5furylene vinylene) sebagai sel surya. Metode penelitian yang digunakan adalah
hidrolisis hemiselulosa kulit kakao menjadi furfural, kemudian kondensasi furfural
yang dihasilkan menjadi furylacrylic acid. Furylacrylic acid yang dihasilkan
dibrominasi menjadi 2-[(e)-2-bromovinyl]furan, kemudian tahap polimerisasi 2[(e)-2-bromovinyl]furan menjadi polimer poly(2,5-furylene vinylene), serta
pembuatan sel surya. Polimer poly(2,5-furylene vinylene) dijadikan sebagai
pengganti silikon semikonduktor dan uji efisiensi sel surya. Prosedur yang paling
penting pada percobaan ini adalah proses pembuatan sel surya untuk uji efisiensi,
sehingga pada prosedur ini dilakukan uji parameter dengan variasi lama pencelupan
elektroda kerja sel surya pada polimer poly(2,5-furylene vinylene) yang mana
variasi lama pencelupan yang dilakukan yaitu 10 menit, 1 jam, 24 jam dan 48 jam.
Pengujian efisiensi menggunakan sumber sinar lampu halogen serta cahaya
matahari sebagai pembanding.
iv
1
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan populasi penduduk, perkembangan industri dan
perkembangan teknologi menyebabkan pemenuhan kebutuhan energi semakin
meningkat. Energi yang dihasilkan sampai saat ini masih bersumber dari
sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, sehingga kemungkinan besar
ketersediaan energi akan berkurang baik dalam waktu dekat maupun waktu
lama. Hal tersebut terjadi karena kebutuhan terhadap energi yang tidak terbatas
sementara ketersediaan energi yang dihasilkan terbatas, sehingga dibutuhkan
solusi-solusi baru untuk menciptakan sebuah alternatif sumber energi yang
terbarukan, praktis, murah dan ramah lingkungan. Suplai energi matahari yang
diterima oleh permukaan bumi sebenarnya sangat luar biasa besarnya yaitu
mencapai 3x1024 joule per tahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan
10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Oleh karena itu, sinar
matahari merupakan alternatif sumber energi yang dapat dikembangkan
melalui konversi energi cahaya menjadi energi listrik secara langsung atau efek
fotovoltaik dengan sistem sel surya (Munandhar, 2013).
Sel surya adalah piranti yang terbuat dari bahan semikonduktor yang
mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik secara langsung.
Keterbatasan dalam segi jumlah dan harga bahan baku sel surya merupakan
salah satu hambatan pengembangan piranti ini. Sebagai salah satu solusi dari
masalah tersebut adalah penggunaan bahan organik atau polimer yang lebih
banyak dari segi sumber dan lebih murah dari segi harga daripada bahan sel
surya konvensional (Baskoroadi, 2011).
Kakao (Theobroma cacao) merupakan salah satu komoditi ekspor
yang tinggi Indonesia. Luas total perkebunan kakao di Indonesia mencapai
1.6jt hektar. Persentase proporsi dari buah kakao terdiri dari 66,67% kulit buah
kakao, biji kakao 30,21% dan plasenta 3,12%. Kulit buah kakao yang banyak
ini menjadi limbah organik (Adzimah dan Asiam, 2010).
Kajian mengenai pemanfaatan kulit kakao menjadi bahan kimia
merupakan hal yang sangat menarik untuk meningkatkan nilai tambah kulit
kakao. Hasil persentase kulit kakao yang cukup besar ini memiliki potensi
untuk sintesis bahan kimia, karena mengandung pentosan (hemiselulosa) yang
cukup tinggi yaitu 11,71% (Hidayah, 2011). Kandungan pentosan yang cukup
tinggi dapat disintesis menghasilkan polimer poly(2,5-furylene vinylene).
Poly(2,5-furylene vinylene) merupakan senyawa turunan furfural
yang telah mengalami reaksi polimerisasi. Poly(2,5-furylene vinylene)
merupakan bahan polimer semikonduktor yang dapat mengkonversi energi
foton menjadi energi listrik sehingga dapat dimanfaatkan sebagai lapisan aktif
pada sel surya.
Berdasarkan pada data-data di atas dan masih minimnya penelitian
tentang pembuatan sel surya polimer, maka akan dimanfaatkan limbah kulit
2
kakao sebagai bahan dasar untuk sintesis poly(2,5-furylene vinylene) untuk
pembuatan semikonduktor sel surya berbasis bahan organik.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat ditentukan rumusan masalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana rendemen polimer poly(2,5-furylene vinylene) yang dihasilkan
dari bahan dasar kulit kakao?
2. Bagaimana kualitas polimer poly(2,5-furylene vinylene) yang dihasilkan
sebagai bahan semikonduktor untuk pembuatan sel surya polimer bila
dibandingkan dengan semikonduktor silikon?
3. Bagaimana tingkat efisiensi polimer poly(2,5-furylene vinylene) sebagai
semikonduktor sel surya?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui kuantitas rendemen polimer poly(2,5-furylene vinylene) hasil
sintesis dari bahan dasar kulit kakao.
2. Mengetahui kualitas polimer poly(2,5-furylene vinylene) hasil sintesis
sebagai bahan semikonduktor untuk pembuatan polimer sel surya bila
dibandingkan dengan semikonduktor silikon.
3. Mengetahui tingkat efisiensi polimer poly(2,5-furylene vinylene) sebagai
sel surya.
1.4 Luaran Yang Diharapkan
1. Polimer poly(2,5-furylene vinylene) sebagai material semikonduktor pada
pembuatan sel surya berbasis polimer organik.
2. Publikasi ilmiah yang berjudul “Synthesis of Poly(2,5-Furylene Vinylene)
from Cocoa Shell (Theobroma cacao) as Alternative Polymer to Silicon
Semiconductor Replacement and Efficiency Test as Solar Cell” pada
Indonesian Journal of Chemistry.
3. Hasil penelitian akan dipresentasikan dalam Seminar Nasional Kimia UGM
2016 dengan judul “Sintesis Poly(2,5-Furylene Vinylene) dari Kulit Kakao
(Theobroma cacao ) Sebagai Polimer Alternatif Pengganti Silicon
Semiconductor dan Uji Efisiensi Sel Surya”.
1.5 Manfaat Keutamaan Topik Penilitian
Manfaat dari penilitian ini adalah memberikan informasi tentang
pemanfaatan kulit kakao yang sampai saat ini masih belum dimanfaatkan
dengan efektif dan dianggap sebagai limbah organik sebagai bahan baku
pembuatan polimer melalui sintesis kimia. Polimer poly(2,5-furylene vinylene)
hasil sintesis diharapkan dapat digunakan sebagai bahan semikonduktor untuk
pembuatan polimer sel surya yang mempunyai tingkat efisiensi yang tinggi.
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kulit Kakao
Kulit kakao merupakan limbah lignoselulosa. Lignoselulosa terdiri
atas tiga penyusun utama yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang saling
terikat erat membentuk satu kesatuan. Komposisi kimia kulit kakao terdiri dari
43,37% selulosa, 11,71% pentosan (hemiselulosa) dan 36,84% lignin
(Hidayah, 2011). Kadar hemiselulosa yang tinggi inilah dibutuhkan untuk
pembuatan polimer poly(2,5-furylene vinylene).
2.2 Poly(2,5-Furylene Vinylene)
Poly(2,5-Furylene Vinylene) atau PFV merupakan senyawa polimer
turunan dari senyawa furan. PFV merupakan polimer furan terkonjugasi
dengan unit ulang terdiri dari heterosiklik dan tambahan bagian alkenil
eksternal. Struktur polimer PFV secara umum ditunjukkan oleh gambar 1
(Mathers dan Meier, 2011).
Gambar 1. Struktur Polimer Poly(2,5-Furylene Vinylene)
Polimer PFV dapat disintesis dengan beberapa tahapan yaitu
hidrolisis, kondensasi, brominasi dan polimerisasi. Tahap hidrolisis
hemiselulosa dengan penambahan katalis asam H2SO4 dengan tujuan untuk
mengubah hemiselulosa menjadi furfural dengan hasil samping berupa air.
Tahap kondensasi menggunakan asetat anhidrida bertujuan untuk
memperpanjang rantai terkonjugasi pada senyawa furfural menjadi furylacrylic
acid (Furniss dkk, 1989). Tahap brominasi menggunakan reagen bromin (Br2)
untuk mengubah furylacrylic acid menjadi 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan. Tahap
polimerisasi merupakan proses penggabungan dua atau lebih monomer untuk
menjadi polimer menggunakan agen pengoksidasi FeCl3 (Sen dkk, 2008).
Aplikasi polimer PFV digunakan sebagai sensor yang sensitif
terhadap alkohol (Gao, 2012). Polimer PFV juga digunakan sebagai bahan
elektroluminesensi dan optik non-linear (Mealares dkk, 1996). Selain itu
polimer PFV juga dapat digunakan sebagai material semikonduktor polimer
organik yang dapat mengkonversi energi surya menjadi energi listrik karena
mempunyai sistem elektron π yang terdelokalisasi sehingga dapat menyerap
cahaya matahari membuat polimer dapat menjadi pembawa muatan sehingga
terjadi tranportasi muatan (Gunes dkk, 2007).
2.3 Sel Surya Polimer
Sel surya saat ini adalah menggunakan material organik dan polimer
terkonjugasi. Polimer terkonjugasi memiliki elektron-π yang terdelokalisasi
sehingga mampu menyerap cahaya matahari, membentuk pembawa-pembawa
4
muatan, mentransport muatan-muatan tersebut dan menghasilkan listrik.
Penelitian di bidang sel surya berbahan aktif polimer terkonjugasi sangat
berkembang pesat karena menawarkan proses pembuatan yang berbiaya
murah, sederhana dan dapat dihasilkan efisiensi konversi yang tinggi (Bahtiar
dkk, 2011).
Gambar 2. Delokalisasi Elektron-π Polimer PFV
Sel surya polimer merupakan jenis sel surya fleksibel yang terbuat
dari polimer, molekul besar dengan pengulangan unit struktural yang dapat
menghasilkan listrik dari cahaya matahari oleh efek fotovoltaik. Sel surya
polimer termasuk sel surya organik dengan jenis sel surya tipis yang lebih stabil
dan biaya produksi yang lebih murah dibanding sel surya silikon (Janssen,
2007).
Polimer golongan poly(arylene vinylene) mewakili golongan polimer
organik terkonjugasi dalam struktur antara polyacetylene dan polyarylene.
Turunan dari polimer ini meliputi poly(p-phenylene vinylene) (PPV),
poly(furylene vinylene) (PFV), poly(thienylene vinylene) (PTV). Karena
mempunyai sifat konduktif yang baik, turunan dari golongan polimer ini
berpotensi sebagai semikonduktor listrik pengganti semikonduktor pada sel
surya (Entezami dan Bagheri, 2002).
2.4 Ketahanan dan Efisiensi Sel Surya
Polimer PFV sedikit berperilaku oksidatif akibat dari berat molekul
tinggi, tapi bersifat stabil terhadap lingkungan udara (Jen dkk, 1987). Sel surya
polimer mempunyai ketahanan lebih dari 10.000 jam dan mempunyai
kestabilan lebih dari satu tahun di bawah kondisi di luar ruangan. Hal ini cukup
mengesankan dan merupakan teknologi yang menjanjikan untuk mengkonversi
energi (Krebs, 2010).
Efisiensi sel surya dapat dinyatakan dengan perbandingan antara daya
listrik maksimum sel surya atau daya output yang dikeluarkan sel surya dengan
daya pancaran (radiant) atau daya input yang berasal dari cahya matahari pada
sel surya (Munandhar, 2013) :
�=
�=
In en
P
I
V
a ca a a L a panel
%
%
(1)
(2)
menunjukkan nilai efisiensi dalam persen (%), P adalah daya output yang
dihasilkan sel surya. G menunjukkan intensitas irradiasi cahaya matahari. A
adalah luas kerja panel (Munandhar, 2013).
G A
5
BAB 3. METODE PENELITIAN
Persiapan Bahan
(Serbuk Kulit Kakao)
Hidrolisis
Analisis
spektrofotometri
IR, GC dan TLC
Uji efisiensi sel surya
dengan lampu halogen
dan cahaya matahari
Furfural
Variasi Waktu
Pencelupan Elektroda
dalam Polimer PFV
Kondensasi
Analisis
spektrofotometri
IR
Furylacrylic Acid
Analisis DRS
Brominasi
2-[(E)-2Bromovinyl]Furan
Pembuatan Sel Surya
Analisis
spektrofotometri
IR dan NMR
Polimer PFV
Polimerisasi
Gambar 3. Mekanisme Sintesis Polimer PFV dan Uji Efisiensi Sel Surya
6
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan tergolong dalam penelitian dengan metode
eksperimen dalam laboratorium dan eksperimen di lapang selama 5 bulan.
3.2 Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik dan
Laboratorium Instrumentasi Jurusan Kimia FMIPA Universitas Brawijaya.
3.3 Tahapan Penelitian
3.3.1 Persiapan Bahan
Persiapan bahan dilakukan dengan mengumpulkan kulit kakao yang
ada di daerah Malang dan sekitarnya. Sebelum perlakuan terlebih dahulu kulit
kakao dibersihkan lalu dikeringkan di bawah cahaya matahari selama 2
minggu. Kemudian kulit kakao yang kering digiling menjadi serbuk.
3.3.2 Hidrolisis Serbuk Kulit Kakao Menjadi Furfural
Pada tahap ini serbuk kulit kakao dihidrolisis dengan katalis homogen
H2SO4 (10%). Hidrolisis dilakukan dengan mencampurkan 50 gram serbuk
kulit kakao dan 200 mL larutan H2SO4 (10%) serta ditambahkan 125 gram
NaCl kemudian dihidrolisis selama 5 jam. Filtrat yang didapatkan dimurnikan
dengan ekstraksi cair-cair menggunakan kloroform absolut dan didestilasi pada
suhu 60-70 °C. Analisa furfural yang dihasilkan dari hidrolisis kulit kakao
dilakukan dengan metode spektrofotometri IR, GC dan TLC.
3.3.3 Kondensasi Furfural Menjadi Furylacrylic Acid
Furfural yang diapatkan dari hidrolisis kulit kakao kemudian
dikondensasi dengan asetat anhidrida. Metode dilakukan dengan
mencampurkan 41,5 mL furfural dengan 77 gram asetat anhidrida dan 49 gram
kalium asetat. Kemudian diaduk dan dipanaskan pada suhu 150 oC selama 4
jam. Biarkan agar sedikit dingin, lalu ditambahkan 6 gram karbon aktif dan
didihkan sampai menjadi tidak berwarna. Kemudian disaring dalam keadaan
panas. Filtrat panas ditambahkan HCl dengan perbandingan 1:1, lalu diaduk
dan dinginkan selama 1 jam. Dilakukan penyaringan pada kondisi dingin.
Analisa furylacrylic acid yang dihasilkan dapat dilakukan dengan metode
spektrofotometri IR.
3.3.4 Brominasi Furylacrylic Acid Menjadi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan
Brominasi ini dilakukan dengan mereaksikan dengan larutan bromin
(Br2). Metode dilakukan dengan melarutkan 74 gram furylacrylic acid dalam
300 mL kloroform panas. Kemudian didinginkan dalam air dingin agar
mengkristal. Setelah mengkristal, ditambahkan 26 mL larutan bromin dan
dilakukan pengocokan dalam keadaan dingin. Kemudian ditaruh ke dalam ice
bath selama 30 menit agar terbantuk kristal yang sempurna. Kristal yang
terbentuk difiltrasi kemudian direkristalisasi menggunakan larutan etanol.
7
Kristal yang didapat lalu direfluks dengan larutan Na2CO3 sebanyak
perbandingan 10% dari kristal yang didapat untuk dekarboksilasi gugus
karboksil. Setelah itu dilakukan pendinginan dan dipisahkan dengan metode
ekstraksi. Ekstraksi fasa cair dilakukan sebanyak 2 kali dengan menggunakan
75 mL eter, ekstrak berada dalam fasa organik. Eter dihilangkan menggunakan
rotary evaporator dengan menambahkan CaCl2 anhidrat. Endapan yang
didapat merupakan 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan. Analisa 2-[(E)-2-Bromo
vinyl]furan dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri IR dan
menggunakan NMR.
3.3.5 Polimerisasi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan Menjadi Polimer PFV
Pembentukan polimer PFV dapat dilakukan dengan cara polimerisasi
2-[(E)-2-Bromovinyl]furan. Metode ini dapat dilakukan dengan cara 1,73 gram
2-[(E)-2-Bromovinyl]furan dicampurkan dengan asetonitril sebanyak 100 mL
dikocok selama 15 menit menggunakan ultrasonic bath. Lalu ditambahkan
agen pengoksidasi 2,43 gram FeCl3 dan dilakukan pengadukan konstan selama
24 jam pada suhu ruang. Kemudian difiltrasi dan dicuci dengan asetonitril dan
etanol sampai filtrat tidak berwarna. Lalu dikeringkan pada 50 oC selama 24
jam dibawah vakum. Selanjutnya dilakukan analisa menggunakan DRS.
3.3.6 Pembuatan Sel Surya
Kaca FTO (flour thin oxide) sebanyak 4 buah berukuran 2×2 cm dicuci
dengan aquades lalu dibasuh dengan etanol. Scotch tape direkatkan pada sisi
kaca FTO sehingga sisi konduktif hanya tersisa 1×1,5 cm, diilustrasikan pada
Gambar 3.1. Pasta TiO2 dibuat dengan menggunakan 0,5 gram polivinil alkohol
(PVA) yang dilarutkan dengan 5 mL aquades dengan suhu 80 oC. Kemudian
diambil 0,1 mL, ditambahkan 1 gram serbuk TiO2 dan diaduk hingga homogen.
Pasta TiO2 yang dihasilkan kemudian dilapiskan pada kaca FTO diratakan
menggunakan batang gelas pengaduk. Lalu dianginkan selama 15 menit.
Setelah lapisan TiO2 kering, schotch tape diambil dan dipanaskan pada
suhu 450 oC selama 30 menit. Empat elektroda kerja yang telah dilapisi TiO2
tersebut direndam dalam polimer PFV dengan variasi perendaman 10 menit, 1
jam, 24 jam dan 48 jam. Setelah perendaman, bagian TiO2 dibasuh dengan
aquades menggunakan pipet tetes dan dibasuh kembali menggunakan etanol.
Keterangan gambar :
area pelapisan pasta TiO2
area perekatan scotch tape
Gambar 4. Ilustrasi Pelapisan Pasta TiO2 dan Perekatan Scoatch Tape
8
Elektroda lawan (counter electrode) dibuat dengan cara grafit pensil 2B
dilapiskan pada 4 kaca kaca FTO pada bagian konduktifnya dengan mengarsir
grafit pada FTO kemudian dipanaskan pada suhu 450 oC selama 10 menit.
Elektroda lawan dan eletroda kerja ditempelkan secara berhadapan dan
dijepit menggunakan klip blinder seperti pada Gambar 3.2. Kemudian diantara
kedua elektroda tersebut diberikan tetesan larutan elektrolit sebanyak dua tetes.
Larutan elektrolit dibuat dengan mencampurkan 0,8 gram kalium iodida dan
39 mL larutan iodin ke dalam 20 mL asetonitril hingga homogen.
Gambar 5. Ilustrasi Perakitan Sel Surya
3.4 Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data untuk analisa hasil sintesis dilakukan dengan
beberapa metode diantaranya untuk furfural yang dihasilkan dari proses
hidrolisis dilakukan uji dengan metode spektrofotometri IR, GC, TLC.
Kemudian untuk furylacrylic acid yang dihasilkan dengan metode uji secara
spektrofotometri IR. Untuk 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan yang dihasilkan pada
proses brominasi dilakukan uji dengan metode spektrofotometri IR dan NMR.
Pengumpulan data untuk sel surya dengan cara sel surya dihubungkan
dengan kabel multimeter pada kedua sisinya, dengan kutub (+) elektroda kerja
dan kutub (-) elektroda lawan. Sel surya yang dihasilkan diukur kuat arus dan
tegangan (I-V) dengan merangkainya dengan voltmeter (V) dan amperemeter
(A). Pengukuran sel surya dilakukan terhadap cahaya lampu halogen dengan
kekuatan sinar 3000 lux diarahkan tegak lurus terhadap permukaan sel aktif sel
surya dengan jarak 20 cm. Pengukuran juga dilakukan terhadap cahaya
matahari langsung sebagai pembanding. Metode pengukuran dilakukan hingga
tiga kali pengukuran dan dengan variasi pengukuran volt-amper-volt.
3.5 Analisis Data
Analisa data yang diperoleh pada metode TLC (Thin Layer
Chromatography) dilakukan dengan membandingkan Rf (Faktor Retardasi)
furfural hasil hidrolisis dengan Rf standar senyawa furfural. Analisa data
dengan metode GC (Gas Chromatography) pada hasil hidrolisis untuk
mengidentifikasi kemurnian dari senyawa furfural yang terbentuk. Pada
metode analisis spektrofotometri IR dilakukan dengan membandingkan
spektra yang didapatkan dari furylacrylic acid dengan 2-[(E)-2Bromovinyl]furan. Pada spektra furylacrylic acid diamati gugus apa saja yang
terkandung didalamnya. Sedangkan pada spektra 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan
9
setelah brominasi dilihat apakah gugus karboksilat sudah hilang. Metode
analisis NMR (Nuclear Magnetic Resonance) digunakan untuk
mengidentifikasi apakah sudah terbentuk gugus bromin pada senyawa yang
terbentuk. Metode analisis DRS (Diffuse Reflectance Spectroscop y) digunakan
untuk mengukur nilai band gap energy dari polimer PFV
Pengukuran efisiensi sel surya yang merupakan perbandingan
kuantitatif dari daya maksimum yang dihasilkan sel (Pmax) dengan daya dari
cahaya yang datang (Pcahaya) dapat ditentukan melalui persamaan (1) dan (2)
pada sub bab 2.4.
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Anggararan Biaya
No. Jenis Pengeluaran
Biaya (Rp)
1.
Peralatan Penunjang (25%)
3.080.750,00
2.
Bahan Habis Pakai (35%)
4.313.050,00
3.
Perjalanan (25%)
3.080.750,00
4.
Lain-Lain (15%)
1.848.450,00
Jumlah
12.323.000,00
4.2 Jadwal Kegiatan
No.
Jenis Kegiatan
1
Bulan
2
3
4
5
Persiapan Alat dan Bahan
Hidrolisis Kulit Kakao Menjadi Furfural
Kondensasi Furfural Menjadi Furylacrylic
3.
Acid
Brominasi Furylacrylic Acid Menjadi
4.
2-[(E)-2-Bromovinyl] Furan
Polimerisasi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan
5.
Menjadi Polimer PFV
Pembuatan Sel Surya
6.
Pengujian Data
7.
Analisis Data
8.
Penulisan Laporan
9.
Keterangan :
= Waktu Pelaksanaan Kegiatan
1.
2.
DAFTAR PUSTAKA
Azimah, S.K. dan Asiam, E.K. 2010. Design of a Cocoa Pod Splitting Machine.
J. Of Applied Sciences, Engineering and Technology. 2(7): 622-634.
10
Bahtiar, A. Aprilia, A. dan Fitrilawati. 2011. Sel Surya Polimer: State of Art dan
Progres Penelitiannya di Universitas Padjadjaran. Jurnal Material dan
Energi Indonesia . 1: 7-14.
Baskoroadi, G. 2011. Sel Surya Titanium Dioksida Tersensitasi Polyphenylene
Vinylene Dengan Elektrolit Polimer. Skripsi. Fisika FMIPA IPB, Bogor.
Entezami, A.A. dan Bagheri, M. 2002. Poly(hetero)arylene Vinylenes, Synthesis
Via Soluble Precursor Polymers, Characterization, Mechanism and
Application: A Review. Iranian Polymer Journal. 11(1): 3-45.
Furniss, B.S. Hannaford, A.J. Smith, P.W.G. Tatchell, A.R. 1989. Vogel’s:
Textbook of Practical Organic Chemistry. 5th Edition. Longman Scientific
& Technical. England.
Gao, T. 2012. Chemical Interactions of Air Pollutants: Air Pollutant Control and
Sensing Applications. Disertasi. Arizona State University, USA.
Gunes, S. Neugebauer, H. dan Sariciftci, N.S. 2007. Conjugated Polymer-Based
Organic Solar Cells. Chem.Rev. 107: 1324-1338.
Hidayah, T. 2011. Pengaruh Konsentrasi Inokulum Saccharomyces cerevisiae
Terhadap Produksi Bioetanol dari Kulit Buah Kakao (Theobroma cacao
L). Skripsi. FMIPA Biologi Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung.
Janssen, R. 2007. Introduction to Polymer Solar Cells (3Y280). Departments of
Chemical Engineering & Chemistry and Applied Physics Eindhoven
University of Technology. Netherlands.
Jen, K.Y. Jow, T.R. dan Elsenbaumer. 1987. Facile Preparation of High Molecular
Weight, Highly Conductive Poly(2,5-furylene vinylene). J.Chem.Soc. 14:
1113-1115.
Krebs, F.C. 2010. Polymeric Solar Cells: Materials, Design, Manufacture.
DEStech Publications Inc. Denmark.
Mathers, R.T. dan Meier, M.A.R. 2011. Green Polymerization Methods:
Renewable Starting Materials, Catalysis and Waste Reduction . John
Wiley & Sons. New York. USA.
Mealares, C. Hui, Z, Gandini, A. 1996. Conjugated polymers bearing furan rings:
1.Synthesis and characterization of oligo(2,5-furylene vinylene) and its
thiophene homologue. Polymer . 37: 2273-2279.
Munandhar, R. 2013. Potensi Ekstrak Daun Jati Belanda (Gauzumaulmifolia lamk)
dan Ekstrak Temu Ireng (Curcuma aeruginosa roxb) pada Pembuatan Sel
Surya Pewarna Tersensitisasi (SSPT). Skripsi. Jurusan Kimia Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim,
Malang.
Sen, S. Bardakci, B. Yavuz, A.G. Gok, U.A. 2008. Polyfuran/zeolite LTA
composites and adsorption properties. European Polymer Journal. 44:
2708-2717.
11
LAMPIRAN-LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing
I. Biodata Ketua Kelompok
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Candra Rizqi Santoso
Jenis Kelamin
L
Program Studi
Kimia
NIM
135090201111058
Tempat dan Tanggal Lahir
Malang, 01 Agustus 1994
E-mail
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/085646316549
B. Riwayat Pendidikan
SD/MI
SMP
SMA
Nama Institusi
MI Ma’arif 06
SMP Islam AlSMA Negeri
Singsosari
Ma’arif 02
01 Lawang
Singosari
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2001-2007
2007-2010
2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Juara 1 KPIMPA REACT
RITMA FMIPA UB
2015
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Candra Rizqi Santoso
12
II. Biodata Anggota 1
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
E-mail
Nomor Telepon/HP
B. Riwayat Pendidikan
Mahathir Muhammad Eko Raharjo
L
Kimia
135090207111003
Sidoarjo, 24 Desember 1994
[email protected]
-/085855968125
SD/MI
SMP
SMA
SDN
SMPN 02
SMAN 01
Watesnegoro II
Ngoro
Mojosari
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2000-2006
2006-2009
2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No. Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1. Juara 1 KPIMPA REACT
RITMA FMIPA UB
2015
Nama Institusi
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Mahathir Muhammad Eko Raharjo
13
III. Biodata Anggota 2
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
E-mail
Nomor Telepon/HP
B. Riwayat Pendidikan
Gempar Aditya Prabowo
L
Kimia
135090200111018
Malang, 18 Maret 1995
[email protected]
-/085755104457
SD/MI
SMP
SMA
SD Taman
SMP Negeri
SMA Negeri
Siswa Turen
01 Turen
01 Turen
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2001-2007
2007-2010
2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/ Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Juara 1 KPIMPA REACT RITMA FMIPA UB
2015
2.
Juara 2 Fahmil Quran
Universitas
2015
Beregu MTQ UB ke-X
Brawijaya
3
Juara Sprint 100 Meter
SOBAT FMIPA UB
2014
Pormaba
Nama Institusi
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Gempar Aditya Prabowo
14
IV. Biodata Anggota 3
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Siti Imroatus Kiftiyah
Jenis Kelamin
P
Program Studi
Kimia
NIM
145090201111039
Tempat dan Tanggal Lahir
Sidoarjo, 5 Juni 1995
E-mail
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/085735896997
B. Riwayat Pendidikan
SD/MI
SMP
SMA
Nama Institusi
MI Ma’arif
SMP Negeri 1
SMA Negeri 1
Babatan Jati
Wonoayu
Wonoayu
Sidoarjo
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2002-2008
2008-2011
2011-2014
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Juara 1 KPIMPA REACT
RITMA FMIPA UB
2015
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Siti Imroatus Kiftiyah
15
V. Biodata Anggota 4
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Riski Setiorini
Jenis Kelamin
P
Program Studi
Fisika Instrumentasi
NIM
135090801111006
Tempat dan Tanggal Lahir
Pamekasan, 31 Desember 1994
E-mail
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/081939322744
B. Riwayat Pendidikan
SD/MI
SMP
SMA
Nama Institusi
SD 1 Lawangan
SMPN 5
SMAN 1
Daya Pamekasan
Pamekasan
Pamekasan
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2001-2007
2007-2010
2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Riski Setiorini
16
VI. Biodata Dosen Pembimbing
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Siti Mariyah Ulfa, Dr. Sc
Jenis Kelamin
P
Program Studi
Kimia
NIP
198104062005022009
Tempat dan Tanggal Lahir
Jombang, 6 April 1981
E-mail
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/081333214217
B. Riwayat Pendidikan
S1
S2
S3
Nama Institusi
Universitas
Okayama
Okayama
Brawijaya
University, Japan University, Japan
Jurusan
Kimia
Kimia
Kimia
Tahun Masuk-Lulus
1999-2003
2007-2009
2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No
Nama Pertemuan
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Ilmiah / Seminar
Tempat
th
1
The 23
Unexpected Formation of 5Kyoto, Japan,
Symposium on
Diethylamino-2September, 19Physical Organic
cyclopentenecarbonitrile
21th, 2012
Chemistry
Derivatives by the Nucleophilic
Addition of Diethylamine to
1,2-Dehydroazepine Derivative
D. Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1
Poster terbaik
Kumamoto University
2010
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai
ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian
biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan
dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pembimbing,
Siti Mariyah Ulfa, Dr. Sc
17
LAMPIRAN 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan
1. Peralatan Penunjang
Material
Sewa
Laboratorium
Sewa IR
Sewa NMR
Sewa GC
Sewa DRS
Lampu
Halogen
Justifikasi
Pemakaian
Tempat
Penelitian
Identifikasi
Senyawa Hasil
Identifikasi
Senyawa Hasil
Identifikasi
Senyawa Hasil
Pengukuran
band gap
energy
Pengujian
Efisiensi Sel
Surya
5 Bulan
Harga
Satuan
(Rp)
-
9 kali
75.000
675.000
3 kali
400.000
1.200.000
2 kali
75.000
150.000
3 kali
150.000
450.000
1 buah
150.000
150.000
Kuantitas
SUB TOTAL
Jumlah (Rp)
455.750
3.080.750
2. Bahan Habis Pakai
Material
Larutan
H2SO4
NaCl p.a
Kloroform
Asetat
Anhidrida
Kalium
Asetat
Karbon Aktif
HCl
Larutan
Bromin
Etanol
Eter
Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Katalis
200 ml
Hidrolisis
500 gram
Ekstraksi
Kondensasi
1L
150 gram
Kondensasi
100 gram
Adsorben
Brominasi
1 kg
1L
100 ml
Rekristalisasi
Ekstraksi
1L
300 ml
Harga
Satuan
(Rp)
300.000 /
100 mL
55.000 / 500
gram
300.000 / L
200 / gram
21.000 / 10
gram
7.000 / kg
30.500 / L
2.500 / mL
200.000 /L
3.500 /
100 mL
Jumlah (Rp)
600.000
55.000
300.000
30.000
210.000
7.000
30.500
250.000
200.000
9.000
18
CaCl2
Anhidrat
Asetonitril
FeCl3
Solting Out
100 gram
Polimerisasi
Pengoksidasi
150 ml
100 gram
PVA
Pasta TiO2
5 gram
Bubuk TiO2
Pasta TiO2
10 gram
10 gram
Kaca FTO
Larutan
Elektrolit
Larutan
Elektrolit
Elektroda
Lawan
Kaca Sel Surya
Aquades
Furfural
Standar
Plat TLC
Pelarut
Bahan
Pembanding
Menghitung Rf
KI
Iodin
Grafit
100 ml
1biji pensil
2B
30 cm2
5L
100 ml
2 plat
25.000 / 100
gram
1.500 / mL
20.000 / 100
gram
14.300 /
gram
5.000 /
gram
35.550 / 10
gram
19.500 / 100
mL
5000 / biji
1.442.000 /
30 cm2
3.000 / L
413.000 /
100 mL
150.000 /
plat
SUB TOTAL
25.000
225.000
20.000
71.500
50.000
35.550
19.500
5.000
1.442.000
15.000
413.000
300.000
4.313.050
3. Perjalanan
Material
Pengambilan
Sampel Kulit
Buah Kakao
di Blitar
Perjalanan
untuk
Karakterisasi
Perjalanan
untuk
Seminar
Perjalanan
untuk
2 kali
pengambilan
sampel
50 L
Harga
Satuan
(Rp)
7000 / L
-
4 kali
300.000
1.200.000
Biaya
transportasi
dan akomodasi
-
2 orang
450.000
900.000
7 kali
90.107
630.750
Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah (Rp)
350.000
19
membeli
bahan
SUB TOTAL
3.080.750
4. Lain-lain
Material
Mengikuti
Seminar
Publikasi
Artikel
Ilmiah
Pembuatan
Laporan
Justifikasi
Pemakaian
Biaya registrasi
seminar
Registrasi
Artikel Ilmiah
Kuantitas
2 orang
Harga
Satuan
(Rp)
750.000
Jumlah (Rp)
1.500.000
200.000
Kertas dan
printing serta
perbanyakan
laporan
148.450
SUB TOTAL
TOTAL
1.848.450
12.323.000
20
LAMPIRAN 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas
No
Nama/ NIM
Program
Studi
Bidang
Ilmu
1
Candra Rizqi
Santoso /
135090201111058
Kimia
Kimia
Organik
Alokasi
Waktu
(Jam/minggu)
10 Jam/
Minggu
2
Mahathir
Muhammad Eko
Raharjo /
135090207111002
Kimia
Kimia
Organik
10 Jam/
Minggu
3
Gempar Aditya
Prabowo /
135090207111018
Kimia
Kimia
Organik
10 Jam/
Minggu
4
Siti Imroatus
Kiftiyah /
145090201111039
Kimia
Kimia
Organik
10 Jam/
Minggu
5
Riski Setiorini
Fisika
Instrumentasi
10 Jam/
Minggu
Uraian Tugas
Bertanggung
jawab
terhadap
semua
aktivitas
penelitian
dan persiapan
bahan dan
alat
penelitian
Bertanggung
jawab
terhadap
Hidrolisis
Serbuk Kulit
Kakao
Menjadi
Furfural dan
konversi
furfural
menjadi
furylacrylic
acid
Bertanggung
jawab
terhadap
brominasi
furylacrylic
acid menjadi
2-[(E)-2bromovinyl]
furan
Bertanggung
jawab
terhadap
polimerisasi
2-[(E)-2bromovinyl]
Furan
menjadi
polimer PFV
Bertanggung
jawab
21
terhadap
pembuatan
sel surya dan
uji efisiensi
sel surya
22
.
JUDUL PROGRAM
SINTESIS POLY(2,5-FURYLENE VINYLENE) DARI KULIT KAKAO
(Theobroma cacao) SEBAGAI POLIMER ALTERNATIF PENGGANTI
SILICON SEMICONDUCTOR DAN UJI EFISIENSI SEL SURYA
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
CANDRA RIZQI SANTOSO
135090201111058 (2013)
MAHATHIR MUHAMMAD EKO RAHARJO 135090207111002 (2013)
GEMPAR ADITYA PRABOWO
135090207111018 (2013)
SITI IMROATUS KIFTIYAH
145090201111039 (2014)
RISKI SETIORINI
135090801111006 (2013)
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2015
i
.
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii
RINGKASAN ...................................................................................................... iv
BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 2
1.3 Tujuan ..................................................................................................... 2
1.4 Luaran yang Diharapkan ......................................................................... 2
1.5 Manfaat Keutamaan Topik Penelitian .................................................... 2
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 3
2.1 Kulit Kakao ............................................................................................. 3
2.2 Poly(2,5-Furylene Vinylene) .................................................................. 3
2.3 Sel Surya Polimer ................................................................................... 3
2.4 Ketahanan dan Efisiensi Sel Surya ......................................................... 4
BAB 3. METODE PENELITIAN ....................................................................... 5
3.1 Jenis Penelitian ....................................................................................... 6
3.2 Tempat Penelitian .................................................................................. 6
3.3 Tahapan Penelitian ................................................................................. 6
3.3.1 Persiapan Bahan .................................................................................. 6
3.3.2 Hidrolisis Serbuk Kulit Kakao Menjadi Furfural ................................ 6
3.3.3 Kondensasi Furfural Menjadi Furylacrylic Acid ..................................6
3.3.4 Brominasi Furylacrylic Acid Menjadi
2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan ................................................................. 6
3.3.5 Polimerisasi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan Menjadi Polimer PFV ........ 7
3.3.6 Pembuatan Sel Surya ........................................................................... 7
3.4 Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 8
3.5 Analisis Data .......................................................................................... 8
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN .................................................. 9
4.1 Anggaran Biaya ...................................................................................... 9
4.2 Jadwal Kegiatan ..................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 9
LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 11
Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota, dan Dosen Pembimbing .................. 11
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan ................................................. 17
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas ......... 20
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti ............................................... 22
iii
RINGKASAN
Kulit kakao merupakan limbah lignoselulosa. Lignoselulosa terdiri atas tiga
penyusun utama yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang saling terikat erat
membentuk satu kesatuan. Kulit kakao mempunyai kadar hemiselulosa yang tinggi
yang dapat dimanfaatkan untuk pembuatan material polimer semikonduktor.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kuantitas rendemen polimer
poly(2,5-furylene vinylene) hasil sintesis dari bahan dasar kulit kakao, dan
mengetahui kualitas polimer poly(2,5-furylene vinylene) hasil sintesis sebagai
bahan semikonduktor untuk pembuatan polimer sel surya bila dibandingkan dengan
semikonduktor silikon. Serta, untuk mengetahui tingkat efisiensi polimer poly(2,5furylene vinylene) sebagai sel surya. Metode penelitian yang digunakan adalah
hidrolisis hemiselulosa kulit kakao menjadi furfural, kemudian kondensasi furfural
yang dihasilkan menjadi furylacrylic acid. Furylacrylic acid yang dihasilkan
dibrominasi menjadi 2-[(e)-2-bromovinyl]furan, kemudian tahap polimerisasi 2[(e)-2-bromovinyl]furan menjadi polimer poly(2,5-furylene vinylene), serta
pembuatan sel surya. Polimer poly(2,5-furylene vinylene) dijadikan sebagai
pengganti silikon semikonduktor dan uji efisiensi sel surya. Prosedur yang paling
penting pada percobaan ini adalah proses pembuatan sel surya untuk uji efisiensi,
sehingga pada prosedur ini dilakukan uji parameter dengan variasi lama pencelupan
elektroda kerja sel surya pada polimer poly(2,5-furylene vinylene) yang mana
variasi lama pencelupan yang dilakukan yaitu 10 menit, 1 jam, 24 jam dan 48 jam.
Pengujian efisiensi menggunakan sumber sinar lampu halogen serta cahaya
matahari sebagai pembanding.
iv
1
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan populasi penduduk, perkembangan industri dan
perkembangan teknologi menyebabkan pemenuhan kebutuhan energi semakin
meningkat. Energi yang dihasilkan sampai saat ini masih bersumber dari
sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, sehingga kemungkinan besar
ketersediaan energi akan berkurang baik dalam waktu dekat maupun waktu
lama. Hal tersebut terjadi karena kebutuhan terhadap energi yang tidak terbatas
sementara ketersediaan energi yang dihasilkan terbatas, sehingga dibutuhkan
solusi-solusi baru untuk menciptakan sebuah alternatif sumber energi yang
terbarukan, praktis, murah dan ramah lingkungan. Suplai energi matahari yang
diterima oleh permukaan bumi sebenarnya sangat luar biasa besarnya yaitu
mencapai 3x1024 joule per tahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan
10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Oleh karena itu, sinar
matahari merupakan alternatif sumber energi yang dapat dikembangkan
melalui konversi energi cahaya menjadi energi listrik secara langsung atau efek
fotovoltaik dengan sistem sel surya (Munandhar, 2013).
Sel surya adalah piranti yang terbuat dari bahan semikonduktor yang
mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik secara langsung.
Keterbatasan dalam segi jumlah dan harga bahan baku sel surya merupakan
salah satu hambatan pengembangan piranti ini. Sebagai salah satu solusi dari
masalah tersebut adalah penggunaan bahan organik atau polimer yang lebih
banyak dari segi sumber dan lebih murah dari segi harga daripada bahan sel
surya konvensional (Baskoroadi, 2011).
Kakao (Theobroma cacao) merupakan salah satu komoditi ekspor
yang tinggi Indonesia. Luas total perkebunan kakao di Indonesia mencapai
1.6jt hektar. Persentase proporsi dari buah kakao terdiri dari 66,67% kulit buah
kakao, biji kakao 30,21% dan plasenta 3,12%. Kulit buah kakao yang banyak
ini menjadi limbah organik (Adzimah dan Asiam, 2010).
Kajian mengenai pemanfaatan kulit kakao menjadi bahan kimia
merupakan hal yang sangat menarik untuk meningkatkan nilai tambah kulit
kakao. Hasil persentase kulit kakao yang cukup besar ini memiliki potensi
untuk sintesis bahan kimia, karena mengandung pentosan (hemiselulosa) yang
cukup tinggi yaitu 11,71% (Hidayah, 2011). Kandungan pentosan yang cukup
tinggi dapat disintesis menghasilkan polimer poly(2,5-furylene vinylene).
Poly(2,5-furylene vinylene) merupakan senyawa turunan furfural
yang telah mengalami reaksi polimerisasi. Poly(2,5-furylene vinylene)
merupakan bahan polimer semikonduktor yang dapat mengkonversi energi
foton menjadi energi listrik sehingga dapat dimanfaatkan sebagai lapisan aktif
pada sel surya.
Berdasarkan pada data-data di atas dan masih minimnya penelitian
tentang pembuatan sel surya polimer, maka akan dimanfaatkan limbah kulit
2
kakao sebagai bahan dasar untuk sintesis poly(2,5-furylene vinylene) untuk
pembuatan semikonduktor sel surya berbasis bahan organik.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat ditentukan rumusan masalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana rendemen polimer poly(2,5-furylene vinylene) yang dihasilkan
dari bahan dasar kulit kakao?
2. Bagaimana kualitas polimer poly(2,5-furylene vinylene) yang dihasilkan
sebagai bahan semikonduktor untuk pembuatan sel surya polimer bila
dibandingkan dengan semikonduktor silikon?
3. Bagaimana tingkat efisiensi polimer poly(2,5-furylene vinylene) sebagai
semikonduktor sel surya?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui kuantitas rendemen polimer poly(2,5-furylene vinylene) hasil
sintesis dari bahan dasar kulit kakao.
2. Mengetahui kualitas polimer poly(2,5-furylene vinylene) hasil sintesis
sebagai bahan semikonduktor untuk pembuatan polimer sel surya bila
dibandingkan dengan semikonduktor silikon.
3. Mengetahui tingkat efisiensi polimer poly(2,5-furylene vinylene) sebagai
sel surya.
1.4 Luaran Yang Diharapkan
1. Polimer poly(2,5-furylene vinylene) sebagai material semikonduktor pada
pembuatan sel surya berbasis polimer organik.
2. Publikasi ilmiah yang berjudul “Synthesis of Poly(2,5-Furylene Vinylene)
from Cocoa Shell (Theobroma cacao) as Alternative Polymer to Silicon
Semiconductor Replacement and Efficiency Test as Solar Cell” pada
Indonesian Journal of Chemistry.
3. Hasil penelitian akan dipresentasikan dalam Seminar Nasional Kimia UGM
2016 dengan judul “Sintesis Poly(2,5-Furylene Vinylene) dari Kulit Kakao
(Theobroma cacao ) Sebagai Polimer Alternatif Pengganti Silicon
Semiconductor dan Uji Efisiensi Sel Surya”.
1.5 Manfaat Keutamaan Topik Penilitian
Manfaat dari penilitian ini adalah memberikan informasi tentang
pemanfaatan kulit kakao yang sampai saat ini masih belum dimanfaatkan
dengan efektif dan dianggap sebagai limbah organik sebagai bahan baku
pembuatan polimer melalui sintesis kimia. Polimer poly(2,5-furylene vinylene)
hasil sintesis diharapkan dapat digunakan sebagai bahan semikonduktor untuk
pembuatan polimer sel surya yang mempunyai tingkat efisiensi yang tinggi.
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kulit Kakao
Kulit kakao merupakan limbah lignoselulosa. Lignoselulosa terdiri
atas tiga penyusun utama yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang saling
terikat erat membentuk satu kesatuan. Komposisi kimia kulit kakao terdiri dari
43,37% selulosa, 11,71% pentosan (hemiselulosa) dan 36,84% lignin
(Hidayah, 2011). Kadar hemiselulosa yang tinggi inilah dibutuhkan untuk
pembuatan polimer poly(2,5-furylene vinylene).
2.2 Poly(2,5-Furylene Vinylene)
Poly(2,5-Furylene Vinylene) atau PFV merupakan senyawa polimer
turunan dari senyawa furan. PFV merupakan polimer furan terkonjugasi
dengan unit ulang terdiri dari heterosiklik dan tambahan bagian alkenil
eksternal. Struktur polimer PFV secara umum ditunjukkan oleh gambar 1
(Mathers dan Meier, 2011).
Gambar 1. Struktur Polimer Poly(2,5-Furylene Vinylene)
Polimer PFV dapat disintesis dengan beberapa tahapan yaitu
hidrolisis, kondensasi, brominasi dan polimerisasi. Tahap hidrolisis
hemiselulosa dengan penambahan katalis asam H2SO4 dengan tujuan untuk
mengubah hemiselulosa menjadi furfural dengan hasil samping berupa air.
Tahap kondensasi menggunakan asetat anhidrida bertujuan untuk
memperpanjang rantai terkonjugasi pada senyawa furfural menjadi furylacrylic
acid (Furniss dkk, 1989). Tahap brominasi menggunakan reagen bromin (Br2)
untuk mengubah furylacrylic acid menjadi 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan. Tahap
polimerisasi merupakan proses penggabungan dua atau lebih monomer untuk
menjadi polimer menggunakan agen pengoksidasi FeCl3 (Sen dkk, 2008).
Aplikasi polimer PFV digunakan sebagai sensor yang sensitif
terhadap alkohol (Gao, 2012). Polimer PFV juga digunakan sebagai bahan
elektroluminesensi dan optik non-linear (Mealares dkk, 1996). Selain itu
polimer PFV juga dapat digunakan sebagai material semikonduktor polimer
organik yang dapat mengkonversi energi surya menjadi energi listrik karena
mempunyai sistem elektron π yang terdelokalisasi sehingga dapat menyerap
cahaya matahari membuat polimer dapat menjadi pembawa muatan sehingga
terjadi tranportasi muatan (Gunes dkk, 2007).
2.3 Sel Surya Polimer
Sel surya saat ini adalah menggunakan material organik dan polimer
terkonjugasi. Polimer terkonjugasi memiliki elektron-π yang terdelokalisasi
sehingga mampu menyerap cahaya matahari, membentuk pembawa-pembawa
4
muatan, mentransport muatan-muatan tersebut dan menghasilkan listrik.
Penelitian di bidang sel surya berbahan aktif polimer terkonjugasi sangat
berkembang pesat karena menawarkan proses pembuatan yang berbiaya
murah, sederhana dan dapat dihasilkan efisiensi konversi yang tinggi (Bahtiar
dkk, 2011).
Gambar 2. Delokalisasi Elektron-π Polimer PFV
Sel surya polimer merupakan jenis sel surya fleksibel yang terbuat
dari polimer, molekul besar dengan pengulangan unit struktural yang dapat
menghasilkan listrik dari cahaya matahari oleh efek fotovoltaik. Sel surya
polimer termasuk sel surya organik dengan jenis sel surya tipis yang lebih stabil
dan biaya produksi yang lebih murah dibanding sel surya silikon (Janssen,
2007).
Polimer golongan poly(arylene vinylene) mewakili golongan polimer
organik terkonjugasi dalam struktur antara polyacetylene dan polyarylene.
Turunan dari polimer ini meliputi poly(p-phenylene vinylene) (PPV),
poly(furylene vinylene) (PFV), poly(thienylene vinylene) (PTV). Karena
mempunyai sifat konduktif yang baik, turunan dari golongan polimer ini
berpotensi sebagai semikonduktor listrik pengganti semikonduktor pada sel
surya (Entezami dan Bagheri, 2002).
2.4 Ketahanan dan Efisiensi Sel Surya
Polimer PFV sedikit berperilaku oksidatif akibat dari berat molekul
tinggi, tapi bersifat stabil terhadap lingkungan udara (Jen dkk, 1987). Sel surya
polimer mempunyai ketahanan lebih dari 10.000 jam dan mempunyai
kestabilan lebih dari satu tahun di bawah kondisi di luar ruangan. Hal ini cukup
mengesankan dan merupakan teknologi yang menjanjikan untuk mengkonversi
energi (Krebs, 2010).
Efisiensi sel surya dapat dinyatakan dengan perbandingan antara daya
listrik maksimum sel surya atau daya output yang dikeluarkan sel surya dengan
daya pancaran (radiant) atau daya input yang berasal dari cahya matahari pada
sel surya (Munandhar, 2013) :
�=
�=
In en
P
I
V
a ca a a L a panel
%
%
(1)
(2)
menunjukkan nilai efisiensi dalam persen (%), P adalah daya output yang
dihasilkan sel surya. G menunjukkan intensitas irradiasi cahaya matahari. A
adalah luas kerja panel (Munandhar, 2013).
G A
5
BAB 3. METODE PENELITIAN
Persiapan Bahan
(Serbuk Kulit Kakao)
Hidrolisis
Analisis
spektrofotometri
IR, GC dan TLC
Uji efisiensi sel surya
dengan lampu halogen
dan cahaya matahari
Furfural
Variasi Waktu
Pencelupan Elektroda
dalam Polimer PFV
Kondensasi
Analisis
spektrofotometri
IR
Furylacrylic Acid
Analisis DRS
Brominasi
2-[(E)-2Bromovinyl]Furan
Pembuatan Sel Surya
Analisis
spektrofotometri
IR dan NMR
Polimer PFV
Polimerisasi
Gambar 3. Mekanisme Sintesis Polimer PFV dan Uji Efisiensi Sel Surya
6
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan tergolong dalam penelitian dengan metode
eksperimen dalam laboratorium dan eksperimen di lapang selama 5 bulan.
3.2 Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik dan
Laboratorium Instrumentasi Jurusan Kimia FMIPA Universitas Brawijaya.
3.3 Tahapan Penelitian
3.3.1 Persiapan Bahan
Persiapan bahan dilakukan dengan mengumpulkan kulit kakao yang
ada di daerah Malang dan sekitarnya. Sebelum perlakuan terlebih dahulu kulit
kakao dibersihkan lalu dikeringkan di bawah cahaya matahari selama 2
minggu. Kemudian kulit kakao yang kering digiling menjadi serbuk.
3.3.2 Hidrolisis Serbuk Kulit Kakao Menjadi Furfural
Pada tahap ini serbuk kulit kakao dihidrolisis dengan katalis homogen
H2SO4 (10%). Hidrolisis dilakukan dengan mencampurkan 50 gram serbuk
kulit kakao dan 200 mL larutan H2SO4 (10%) serta ditambahkan 125 gram
NaCl kemudian dihidrolisis selama 5 jam. Filtrat yang didapatkan dimurnikan
dengan ekstraksi cair-cair menggunakan kloroform absolut dan didestilasi pada
suhu 60-70 °C. Analisa furfural yang dihasilkan dari hidrolisis kulit kakao
dilakukan dengan metode spektrofotometri IR, GC dan TLC.
3.3.3 Kondensasi Furfural Menjadi Furylacrylic Acid
Furfural yang diapatkan dari hidrolisis kulit kakao kemudian
dikondensasi dengan asetat anhidrida. Metode dilakukan dengan
mencampurkan 41,5 mL furfural dengan 77 gram asetat anhidrida dan 49 gram
kalium asetat. Kemudian diaduk dan dipanaskan pada suhu 150 oC selama 4
jam. Biarkan agar sedikit dingin, lalu ditambahkan 6 gram karbon aktif dan
didihkan sampai menjadi tidak berwarna. Kemudian disaring dalam keadaan
panas. Filtrat panas ditambahkan HCl dengan perbandingan 1:1, lalu diaduk
dan dinginkan selama 1 jam. Dilakukan penyaringan pada kondisi dingin.
Analisa furylacrylic acid yang dihasilkan dapat dilakukan dengan metode
spektrofotometri IR.
3.3.4 Brominasi Furylacrylic Acid Menjadi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan
Brominasi ini dilakukan dengan mereaksikan dengan larutan bromin
(Br2). Metode dilakukan dengan melarutkan 74 gram furylacrylic acid dalam
300 mL kloroform panas. Kemudian didinginkan dalam air dingin agar
mengkristal. Setelah mengkristal, ditambahkan 26 mL larutan bromin dan
dilakukan pengocokan dalam keadaan dingin. Kemudian ditaruh ke dalam ice
bath selama 30 menit agar terbantuk kristal yang sempurna. Kristal yang
terbentuk difiltrasi kemudian direkristalisasi menggunakan larutan etanol.
7
Kristal yang didapat lalu direfluks dengan larutan Na2CO3 sebanyak
perbandingan 10% dari kristal yang didapat untuk dekarboksilasi gugus
karboksil. Setelah itu dilakukan pendinginan dan dipisahkan dengan metode
ekstraksi. Ekstraksi fasa cair dilakukan sebanyak 2 kali dengan menggunakan
75 mL eter, ekstrak berada dalam fasa organik. Eter dihilangkan menggunakan
rotary evaporator dengan menambahkan CaCl2 anhidrat. Endapan yang
didapat merupakan 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan. Analisa 2-[(E)-2-Bromo
vinyl]furan dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri IR dan
menggunakan NMR.
3.3.5 Polimerisasi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan Menjadi Polimer PFV
Pembentukan polimer PFV dapat dilakukan dengan cara polimerisasi
2-[(E)-2-Bromovinyl]furan. Metode ini dapat dilakukan dengan cara 1,73 gram
2-[(E)-2-Bromovinyl]furan dicampurkan dengan asetonitril sebanyak 100 mL
dikocok selama 15 menit menggunakan ultrasonic bath. Lalu ditambahkan
agen pengoksidasi 2,43 gram FeCl3 dan dilakukan pengadukan konstan selama
24 jam pada suhu ruang. Kemudian difiltrasi dan dicuci dengan asetonitril dan
etanol sampai filtrat tidak berwarna. Lalu dikeringkan pada 50 oC selama 24
jam dibawah vakum. Selanjutnya dilakukan analisa menggunakan DRS.
3.3.6 Pembuatan Sel Surya
Kaca FTO (flour thin oxide) sebanyak 4 buah berukuran 2×2 cm dicuci
dengan aquades lalu dibasuh dengan etanol. Scotch tape direkatkan pada sisi
kaca FTO sehingga sisi konduktif hanya tersisa 1×1,5 cm, diilustrasikan pada
Gambar 3.1. Pasta TiO2 dibuat dengan menggunakan 0,5 gram polivinil alkohol
(PVA) yang dilarutkan dengan 5 mL aquades dengan suhu 80 oC. Kemudian
diambil 0,1 mL, ditambahkan 1 gram serbuk TiO2 dan diaduk hingga homogen.
Pasta TiO2 yang dihasilkan kemudian dilapiskan pada kaca FTO diratakan
menggunakan batang gelas pengaduk. Lalu dianginkan selama 15 menit.
Setelah lapisan TiO2 kering, schotch tape diambil dan dipanaskan pada
suhu 450 oC selama 30 menit. Empat elektroda kerja yang telah dilapisi TiO2
tersebut direndam dalam polimer PFV dengan variasi perendaman 10 menit, 1
jam, 24 jam dan 48 jam. Setelah perendaman, bagian TiO2 dibasuh dengan
aquades menggunakan pipet tetes dan dibasuh kembali menggunakan etanol.
Keterangan gambar :
area pelapisan pasta TiO2
area perekatan scotch tape
Gambar 4. Ilustrasi Pelapisan Pasta TiO2 dan Perekatan Scoatch Tape
8
Elektroda lawan (counter electrode) dibuat dengan cara grafit pensil 2B
dilapiskan pada 4 kaca kaca FTO pada bagian konduktifnya dengan mengarsir
grafit pada FTO kemudian dipanaskan pada suhu 450 oC selama 10 menit.
Elektroda lawan dan eletroda kerja ditempelkan secara berhadapan dan
dijepit menggunakan klip blinder seperti pada Gambar 3.2. Kemudian diantara
kedua elektroda tersebut diberikan tetesan larutan elektrolit sebanyak dua tetes.
Larutan elektrolit dibuat dengan mencampurkan 0,8 gram kalium iodida dan
39 mL larutan iodin ke dalam 20 mL asetonitril hingga homogen.
Gambar 5. Ilustrasi Perakitan Sel Surya
3.4 Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data untuk analisa hasil sintesis dilakukan dengan
beberapa metode diantaranya untuk furfural yang dihasilkan dari proses
hidrolisis dilakukan uji dengan metode spektrofotometri IR, GC, TLC.
Kemudian untuk furylacrylic acid yang dihasilkan dengan metode uji secara
spektrofotometri IR. Untuk 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan yang dihasilkan pada
proses brominasi dilakukan uji dengan metode spektrofotometri IR dan NMR.
Pengumpulan data untuk sel surya dengan cara sel surya dihubungkan
dengan kabel multimeter pada kedua sisinya, dengan kutub (+) elektroda kerja
dan kutub (-) elektroda lawan. Sel surya yang dihasilkan diukur kuat arus dan
tegangan (I-V) dengan merangkainya dengan voltmeter (V) dan amperemeter
(A). Pengukuran sel surya dilakukan terhadap cahaya lampu halogen dengan
kekuatan sinar 3000 lux diarahkan tegak lurus terhadap permukaan sel aktif sel
surya dengan jarak 20 cm. Pengukuran juga dilakukan terhadap cahaya
matahari langsung sebagai pembanding. Metode pengukuran dilakukan hingga
tiga kali pengukuran dan dengan variasi pengukuran volt-amper-volt.
3.5 Analisis Data
Analisa data yang diperoleh pada metode TLC (Thin Layer
Chromatography) dilakukan dengan membandingkan Rf (Faktor Retardasi)
furfural hasil hidrolisis dengan Rf standar senyawa furfural. Analisa data
dengan metode GC (Gas Chromatography) pada hasil hidrolisis untuk
mengidentifikasi kemurnian dari senyawa furfural yang terbentuk. Pada
metode analisis spektrofotometri IR dilakukan dengan membandingkan
spektra yang didapatkan dari furylacrylic acid dengan 2-[(E)-2Bromovinyl]furan. Pada spektra furylacrylic acid diamati gugus apa saja yang
terkandung didalamnya. Sedangkan pada spektra 2-[(E)-2-Bromovinyl]furan
9
setelah brominasi dilihat apakah gugus karboksilat sudah hilang. Metode
analisis NMR (Nuclear Magnetic Resonance) digunakan untuk
mengidentifikasi apakah sudah terbentuk gugus bromin pada senyawa yang
terbentuk. Metode analisis DRS (Diffuse Reflectance Spectroscop y) digunakan
untuk mengukur nilai band gap energy dari polimer PFV
Pengukuran efisiensi sel surya yang merupakan perbandingan
kuantitatif dari daya maksimum yang dihasilkan sel (Pmax) dengan daya dari
cahaya yang datang (Pcahaya) dapat ditentukan melalui persamaan (1) dan (2)
pada sub bab 2.4.
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Anggararan Biaya
No. Jenis Pengeluaran
Biaya (Rp)
1.
Peralatan Penunjang (25%)
3.080.750,00
2.
Bahan Habis Pakai (35%)
4.313.050,00
3.
Perjalanan (25%)
3.080.750,00
4.
Lain-Lain (15%)
1.848.450,00
Jumlah
12.323.000,00
4.2 Jadwal Kegiatan
No.
Jenis Kegiatan
1
Bulan
2
3
4
5
Persiapan Alat dan Bahan
Hidrolisis Kulit Kakao Menjadi Furfural
Kondensasi Furfural Menjadi Furylacrylic
3.
Acid
Brominasi Furylacrylic Acid Menjadi
4.
2-[(E)-2-Bromovinyl] Furan
Polimerisasi 2-[(E)-2-Bromovinyl]Furan
5.
Menjadi Polimer PFV
Pembuatan Sel Surya
6.
Pengujian Data
7.
Analisis Data
8.
Penulisan Laporan
9.
Keterangan :
= Waktu Pelaksanaan Kegiatan
1.
2.
DAFTAR PUSTAKA
Azimah, S.K. dan Asiam, E.K. 2010. Design of a Cocoa Pod Splitting Machine.
J. Of Applied Sciences, Engineering and Technology. 2(7): 622-634.
10
Bahtiar, A. Aprilia, A. dan Fitrilawati. 2011. Sel Surya Polimer: State of Art dan
Progres Penelitiannya di Universitas Padjadjaran. Jurnal Material dan
Energi Indonesia . 1: 7-14.
Baskoroadi, G. 2011. Sel Surya Titanium Dioksida Tersensitasi Polyphenylene
Vinylene Dengan Elektrolit Polimer. Skripsi. Fisika FMIPA IPB, Bogor.
Entezami, A.A. dan Bagheri, M. 2002. Poly(hetero)arylene Vinylenes, Synthesis
Via Soluble Precursor Polymers, Characterization, Mechanism and
Application: A Review. Iranian Polymer Journal. 11(1): 3-45.
Furniss, B.S. Hannaford, A.J. Smith, P.W.G. Tatchell, A.R. 1989. Vogel’s:
Textbook of Practical Organic Chemistry. 5th Edition. Longman Scientific
& Technical. England.
Gao, T. 2012. Chemical Interactions of Air Pollutants: Air Pollutant Control and
Sensing Applications. Disertasi. Arizona State University, USA.
Gunes, S. Neugebauer, H. dan Sariciftci, N.S. 2007. Conjugated Polymer-Based
Organic Solar Cells. Chem.Rev. 107: 1324-1338.
Hidayah, T. 2011. Pengaruh Konsentrasi Inokulum Saccharomyces cerevisiae
Terhadap Produksi Bioetanol dari Kulit Buah Kakao (Theobroma cacao
L). Skripsi. FMIPA Biologi Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung.
Janssen, R. 2007. Introduction to Polymer Solar Cells (3Y280). Departments of
Chemical Engineering & Chemistry and Applied Physics Eindhoven
University of Technology. Netherlands.
Jen, K.Y. Jow, T.R. dan Elsenbaumer. 1987. Facile Preparation of High Molecular
Weight, Highly Conductive Poly(2,5-furylene vinylene). J.Chem.Soc. 14:
1113-1115.
Krebs, F.C. 2010. Polymeric Solar Cells: Materials, Design, Manufacture.
DEStech Publications Inc. Denmark.
Mathers, R.T. dan Meier, M.A.R. 2011. Green Polymerization Methods:
Renewable Starting Materials, Catalysis and Waste Reduction . John
Wiley & Sons. New York. USA.
Mealares, C. Hui, Z, Gandini, A. 1996. Conjugated polymers bearing furan rings:
1.Synthesis and characterization of oligo(2,5-furylene vinylene) and its
thiophene homologue. Polymer . 37: 2273-2279.
Munandhar, R. 2013. Potensi Ekstrak Daun Jati Belanda (Gauzumaulmifolia lamk)
dan Ekstrak Temu Ireng (Curcuma aeruginosa roxb) pada Pembuatan Sel
Surya Pewarna Tersensitisasi (SSPT). Skripsi. Jurusan Kimia Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim,
Malang.
Sen, S. Bardakci, B. Yavuz, A.G. Gok, U.A. 2008. Polyfuran/zeolite LTA
composites and adsorption properties. European Polymer Journal. 44:
2708-2717.
11
LAMPIRAN-LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing
I. Biodata Ketua Kelompok
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Candra Rizqi Santoso
Jenis Kelamin
L
Program Studi
Kimia
NIM
135090201111058
Tempat dan Tanggal Lahir
Malang, 01 Agustus 1994
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/085646316549
B. Riwayat Pendidikan
SD/MI
SMP
SMA
Nama Institusi
MI Ma’arif 06
SMP Islam AlSMA Negeri
Singsosari
Ma’arif 02
01 Lawang
Singosari
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2001-2007
2007-2010
2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Juara 1 KPIMPA REACT
RITMA FMIPA UB
2015
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Candra Rizqi Santoso
12
II. Biodata Anggota 1
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
Nomor Telepon/HP
B. Riwayat Pendidikan
Mahathir Muhammad Eko Raharjo
L
Kimia
135090207111003
Sidoarjo, 24 Desember 1994
[email protected]
-/085855968125
SD/MI
SMP
SMA
SDN
SMPN 02
SMAN 01
Watesnegoro II
Ngoro
Mojosari
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2000-2006
2006-2009
2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No. Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1. Juara 1 KPIMPA REACT
RITMA FMIPA UB
2015
Nama Institusi
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Mahathir Muhammad Eko Raharjo
13
III. Biodata Anggota 2
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
Nomor Telepon/HP
B. Riwayat Pendidikan
Gempar Aditya Prabowo
L
Kimia
135090200111018
Malang, 18 Maret 1995
[email protected]
-/085755104457
SD/MI
SMP
SMA
SD Taman
SMP Negeri
SMA Negeri
Siswa Turen
01 Turen
01 Turen
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2001-2007
2007-2010
2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/ Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Juara 1 KPIMPA REACT RITMA FMIPA UB
2015
2.
Juara 2 Fahmil Quran
Universitas
2015
Beregu MTQ UB ke-X
Brawijaya
3
Juara Sprint 100 Meter
SOBAT FMIPA UB
2014
Pormaba
Nama Institusi
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Gempar Aditya Prabowo
14
IV. Biodata Anggota 3
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Siti Imroatus Kiftiyah
Jenis Kelamin
P
Program Studi
Kimia
NIM
145090201111039
Tempat dan Tanggal Lahir
Sidoarjo, 5 Juni 1995
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/085735896997
B. Riwayat Pendidikan
SD/MI
SMP
SMA
Nama Institusi
MI Ma’arif
SMP Negeri 1
SMA Negeri 1
Babatan Jati
Wonoayu
Wonoayu
Sidoarjo
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2002-2008
2008-2011
2011-2014
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Juara 1 KPIMPA REACT
RITMA FMIPA UB
2015
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Siti Imroatus Kiftiyah
15
V. Biodata Anggota 4
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Riski Setiorini
Jenis Kelamin
P
Program Studi
Fisika Instrumentasi
NIM
135090801111006
Tempat dan Tanggal Lahir
Pamekasan, 31 Desember 1994
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/081939322744
B. Riwayat Pendidikan
SD/MI
SMP
SMA
Nama Institusi
SD 1 Lawangan
SMPN 5
SMAN 1
Daya Pamekasan
Pamekasan
Pamekasan
Jurusan
IPA
Tahun Masuk-Lulus
2001-2007
2007-2010
2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No.
Nama Pertemuan Ilmiah/
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Seminar
Tempat
1.
D. Penghargaan dalam 10 tahunTerakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No.
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1.
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pengusul,
Riski Setiorini
16
VI. Biodata Dosen Pembimbing
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Siti Mariyah Ulfa, Dr. Sc
Jenis Kelamin
P
Program Studi
Kimia
NIP
198104062005022009
Tempat dan Tanggal Lahir
Jombang, 6 April 1981
[email protected]
Nomor Telepon/HP
-/081333214217
B. Riwayat Pendidikan
S1
S2
S3
Nama Institusi
Universitas
Okayama
Okayama
Brawijaya
University, Japan University, Japan
Jurusan
Kimia
Kimia
Kimia
Tahun Masuk-Lulus
1999-2003
2007-2009
2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No
Nama Pertemuan
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Ilmiah / Seminar
Tempat
th
1
The 23
Unexpected Formation of 5Kyoto, Japan,
Symposium on
Diethylamino-2September, 19Physical Organic
cyclopentenecarbonitrile
21th, 2012
Chemistry
Derivatives by the Nucleophilic
Addition of Diethylamine to
1,2-Dehydroazepine Derivative
D. Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau
institusi lainnya)
No
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi
Tahun
Penghargaan
1
Poster terbaik
Kumamoto University
2010
Semua data yang saya isi kan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai
ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian
biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan
dalam pengajuan Hibah PKM DIKTI.
Malang, 22 September 2015
Pembimbing,
Siti Mariyah Ulfa, Dr. Sc
17
LAMPIRAN 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan
1. Peralatan Penunjang
Material
Sewa
Laboratorium
Sewa IR
Sewa NMR
Sewa GC
Sewa DRS
Lampu
Halogen
Justifikasi
Pemakaian
Tempat
Penelitian
Identifikasi
Senyawa Hasil
Identifikasi
Senyawa Hasil
Identifikasi
Senyawa Hasil
Pengukuran
band gap
energy
Pengujian
Efisiensi Sel
Surya
5 Bulan
Harga
Satuan
(Rp)
-
9 kali
75.000
675.000
3 kali
400.000
1.200.000
2 kali
75.000
150.000
3 kali
150.000
450.000
1 buah
150.000
150.000
Kuantitas
SUB TOTAL
Jumlah (Rp)
455.750
3.080.750
2. Bahan Habis Pakai
Material
Larutan
H2SO4
NaCl p.a
Kloroform
Asetat
Anhidrida
Kalium
Asetat
Karbon Aktif
HCl
Larutan
Bromin
Etanol
Eter
Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Katalis
200 ml
Hidrolisis
500 gram
Ekstraksi
Kondensasi
1L
150 gram
Kondensasi
100 gram
Adsorben
Brominasi
1 kg
1L
100 ml
Rekristalisasi
Ekstraksi
1L
300 ml
Harga
Satuan
(Rp)
300.000 /
100 mL
55.000 / 500
gram
300.000 / L
200 / gram
21.000 / 10
gram
7.000 / kg
30.500 / L
2.500 / mL
200.000 /L
3.500 /
100 mL
Jumlah (Rp)
600.000
55.000
300.000
30.000
210.000
7.000
30.500
250.000
200.000
9.000
18
CaCl2
Anhidrat
Asetonitril
FeCl3
Solting Out
100 gram
Polimerisasi
Pengoksidasi
150 ml
100 gram
PVA
Pasta TiO2
5 gram
Bubuk TiO2
Pasta TiO2
10 gram
10 gram
Kaca FTO
Larutan
Elektrolit
Larutan
Elektrolit
Elektroda
Lawan
Kaca Sel Surya
Aquades
Furfural
Standar
Plat TLC
Pelarut
Bahan
Pembanding
Menghitung Rf
KI
Iodin
Grafit
100 ml
1biji pensil
2B
30 cm2
5L
100 ml
2 plat
25.000 / 100
gram
1.500 / mL
20.000 / 100
gram
14.300 /
gram
5.000 /
gram
35.550 / 10
gram
19.500 / 100
mL
5000 / biji
1.442.000 /
30 cm2
3.000 / L
413.000 /
100 mL
150.000 /
plat
SUB TOTAL
25.000
225.000
20.000
71.500
50.000
35.550
19.500
5.000
1.442.000
15.000
413.000
300.000
4.313.050
3. Perjalanan
Material
Pengambilan
Sampel Kulit
Buah Kakao
di Blitar
Perjalanan
untuk
Karakterisasi
Perjalanan
untuk
Seminar
Perjalanan
untuk
2 kali
pengambilan
sampel
50 L
Harga
Satuan
(Rp)
7000 / L
-
4 kali
300.000
1.200.000
Biaya
transportasi
dan akomodasi
-
2 orang
450.000
900.000
7 kali
90.107
630.750
Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah (Rp)
350.000
19
membeli
bahan
SUB TOTAL
3.080.750
4. Lain-lain
Material
Mengikuti
Seminar
Publikasi
Artikel
Ilmiah
Pembuatan
Laporan
Justifikasi
Pemakaian
Biaya registrasi
seminar
Registrasi
Artikel Ilmiah
Kuantitas
2 orang
Harga
Satuan
(Rp)
750.000
Jumlah (Rp)
1.500.000
200.000
Kertas dan
printing serta
perbanyakan
laporan
148.450
SUB TOTAL
TOTAL
1.848.450
12.323.000
20
LAMPIRAN 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas
No
Nama/ NIM
Program
Studi
Bidang
Ilmu
1
Candra Rizqi
Santoso /
135090201111058
Kimia
Kimia
Organik
Alokasi
Waktu
(Jam/minggu)
10 Jam/
Minggu
2
Mahathir
Muhammad Eko
Raharjo /
135090207111002
Kimia
Kimia
Organik
10 Jam/
Minggu
3
Gempar Aditya
Prabowo /
135090207111018
Kimia
Kimia
Organik
10 Jam/
Minggu
4
Siti Imroatus
Kiftiyah /
145090201111039
Kimia
Kimia
Organik
10 Jam/
Minggu
5
Riski Setiorini
Fisika
Instrumentasi
10 Jam/
Minggu
Uraian Tugas
Bertanggung
jawab
terhadap
semua
aktivitas
penelitian
dan persiapan
bahan dan
alat
penelitian
Bertanggung
jawab
terhadap
Hidrolisis
Serbuk Kulit
Kakao
Menjadi
Furfural dan
konversi
furfural
menjadi
furylacrylic
acid
Bertanggung
jawab
terhadap
brominasi
furylacrylic
acid menjadi
2-[(E)-2bromovinyl]
furan
Bertanggung
jawab
terhadap
polimerisasi
2-[(E)-2bromovinyl]
Furan
menjadi
polimer PFV
Bertanggung
jawab
21
terhadap
pembuatan
sel surya dan
uji efisiensi
sel surya
22
.