Selama ini sisik ikan nila hanya berakhir di tempat sampah setelah dagingnya diolah menjadi lauk. Namun, sekelompok mahasiswa Universitas Padjadjaran (Unpad) melihat potensi lain dari limbah yang selama ini dianggap tidak berguna tersebut. Lewat riset yang mereka jalankan, sisik ikan nila diubah menjadi bahan baku anode untuk baterai ion-natrium—salah satu kandidat teknologi penyimpanan energi generasi baru yang digadang-gadang bisa menjadi alternatif baterai litium.
Gagasan ini bukan sekadar upaya daur ulang biasa. Tim peneliti berhasil menemukan cara agar satu bahan limbah bisa menyumbangkan dua unsur penting sekaligus untuk pembuatan material baterai, sehingga sisik ikan yang tadinya hanya dianggap sampah kini punya nilai fungsional yang jauh lebih tinggi.
Siapa di Balik Riset Ini
Riset ini digarap oleh lima mahasiswa Unpad, yaitu Achmad Syah Nizar El Java, Aorenza Delviana Putri, Kevin Fauzy Rizky, Dimas Ardianto Wiratama, dan Fitriani Nur Hidayat. Mereka menjalankan penelitian ini di bawah arahan dosen pembimbing Noto Susanto Gultom, S.Pd., M.Sc., Ph.D., sebagai bagian dari Program Kreativitas Mahasiswa Riset Eksakta (PKM-RE) Unpad—salah satu skema pendanaan riset mahasiswa yang mendorong lahirnya inovasi berbasis sains dasar.
Target utama tim adalah mengembangkan hard carbon, yakni jenis material karbon dengan struktur khusus yang cocok dijadikan komponen anode dalam sistem penyimpanan energi modern, khususnya baterai ion-natrium.
Mengapa Sisik Ikan Nila?
Ide riset ini lahir dari dua persoalan yang saling berkaitan. Di satu sisi, produksi ikan nila di Indonesia terus meningkat, dan itu berarti limbah sisiknya pun menumpuk dalam jumlah besar tanpa pemanfaatan yang optimal di tingkat industri. Di sisi lain, dunia tengah mencari bahan penyimpan energi yang lebih murah, lebih mudah didapat, dan lebih ramah lingkungan dibanding litium yang selama ini mendominasi industri baterai.
Baterai ion-natrium dipandang sebagai jawaban yang masuk akal untuk persoalan kedua. Natrium jauh lebih melimpah di alam dibanding litium dan harganya pun lebih terjangkau, sehingga teknologi ini berpotensi menekan biaya produksi baterai secara signifikan sekaligus mengurangi ketergantungan pada logam-logam langka yang selama ini rawan gejolak harga dan pasokan.
Yang membuat sisik ikan nila menarik secara ilmiah adalah kandungan alaminya. Sisik ini mengandung kolagen, protein struktural yang kaya akan unsur nitrogen. Kandungan nitrogen inilah yang menjadi kunci: tim dapat menerapkan pendekatan in-situ self-doping nitrogen, yaitu proses di mana nitrogen sudah tersedia secara alami di dalam bahan baku, sehingga tidak perlu ditambahkan dari luar melalui bahan kimia tambahan (dopant eksternal). Doping nitrogen sendiri dikenal dapat meningkatkan performa elektrokimia material karbon sebagai anode. Dengan memanfaatkan nitrogen yang sudah ada secara alami, proses produksi menjadi lebih sederhana, lebih murah, dan lebih ramah lingkungan dibanding metode konvensional.
Proses di Balik Layar: Dari Sisik Mentah Menjadi Material Canggih
Untuk mengubah sisik ikan menjadi bahan anode berkualitas, tim menjalankan serangkaian tahapan yang terukur dan sistematis. Sisik yang telah dibersihkan diproses melalui pirolisis—pemanasan pada suhu tinggi tanpa oksigen—pada tiga variasi suhu berbeda: 600°C, 700°C, dan 800°C. Setiap tingkat suhu ini menghasilkan karakteristik material yang berbeda-beda, baik dari segi struktur, morfologi, komposisi kimia, maupun sifat elektrokimianya.
Perbandingan pada tiga titik suhu ini penting dilakukan karena suhu pirolisis sangat berpengaruh terhadap kualitas akhir material karbon yang terbentuk—mulai dari tingkat kristalinitas, ukuran pori, hingga kapasitas material dalam menyimpan ion natrium.
Temuan Awal yang Menjanjikan
Dari hasil tahap awal penelitian, seluruh sampel yang diuji menunjukkan struktur karbon jenis turbostratic—yaitu struktur karbon yang lapisan-lapisannya tersusun tidak teratur, dengan jarak antar-lapis yang justru lebih lebar dibanding grafit alami. Struktur semacam ini penting karena jarak antar-lapis yang lebih besar berpotensi memberi ruang gerak yang lebih leluasa bagi ion natrium untuk keluar-masuk selama proses pengisian dan pengosongan baterai—sesuatu yang sulit dicapai oleh grafit biasa, mengingat ion natrium berukuran lebih besar dibanding ion litium.
Di antara ketiga varian suhu, sampel HC-800 (material yang dipirolisis pada 800°C) menunjukkan hasil paling menjanjikan dari sisi struktur dan morfologi, sehingga menjadi kandidat utama untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai material anode baterai ion-natrium.
Lebih dari Sekadar Daur Ulang
Yang membedakan riset ini dari sekadar “mengolah limbah jadi karbon” adalah keberhasilan tim menggabungkan dua fungsi sekaligus dari satu sumber bahan baku: karbon sebagai kerangka struktural material anode, dan nitrogen sebagai unsur pendoping yang meningkatkan kinerjanya. Dengan kata lain, sisik ikan nila tidak lagi diperlakukan semata sebagai limbah organik yang cukup dibakar atau dikarbonisasi, melainkan sebagai bahan baku fungsional (prekursor) yang secara alami sudah “dirancang” untuk menghasilkan karbon dengan sifat sesuai kebutuhan penyimpanan energi berbasis natrium.
Pendekatan ini mencerminkan pergeseran cara pandang dalam riset material: dari sekadar mencari pengganti bahan yang mahal, menjadi mencari bahan alami yang secara struktural memang cocok untuk fungsi tertentu—sehingga prosesnya menjadi lebih efisien dan berkelanjutan.
Langkah Selanjutnya
Penelitian ini belum berhenti di titik ini. Tim berencana melanjutkan karakterisasi kimia permukaan material menggunakan teknologi X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), sebuah metode analisis yang dapat mengungkap komposisi kimia dan status ikatan atom-atom di permukaan material secara lebih rinci—termasuk bagaimana nitrogen terikat dalam struktur karbon tersebut.
Selain itu, tim juga akan melakukan uji stabilitas material hingga 50 siklus pengisian dan pengosongan (charge-discharge). Pengujian ini krusial untuk memastikan bahwa material tetap mampu mempertahankan kapasitas penyimpanan energinya secara konsisten dalam pemakaian jangka panjang—salah satu indikator penting yang menentukan apakah suatu material anode benar-benar layak dikembangkan menuju skala komersial.
Kontribusi bagi Ekonomi Sirkular dan Kemandirian Energi
Lebih dari sekadar terobosan di laboratorium, riset ini membawa pesan yang lebih besar: bagaimana limbah dari sektor perikanan—salah satu sektor unggulan Indonesia—bisa diubah menjadi bagian dari solusi energi masa depan. Dengan memanfaatkan sisik ikan nila yang selama ini melimpah namun kurang termanfaatkan, penelitian ini sejalan dengan prinsip ekonomi sirkular, yaitu mengubah limbah menjadi sumber daya bernilai alih-alih membiarkannya menjadi beban lingkungan.
Di saat yang sama, riset ini juga berkontribusi pada upaya memperkuat kemandirian energi nasional. Dengan mengembangkan bahan baku lokal untuk teknologi baterai ion-natrium yang lebih murah dan berkelanjutan dibanding baterai litium, Indonesia berpotensi mengurangi ketergantungan pada bahan baku impor sekaligus membuka peluang pengembangan industri penyimpanan energi berbasis sumber daya dalam negeri.
Riset sederhana yang bermula dari limbah dapur ini pada akhirnya menunjukkan sesuatu yang lebih besar: bahwa inovasi sains kerap kali lahir dari hal-hal yang selama ini luput dari perhatian.
Tidak ada Respon