Pemanfaatan Limbah Baterai Melalui Metode Electrochemical Exfoliation Untuk Produksi Graphene Sebagai Counter Electrode Pada Sel Surya DSCC - Prasetio, Muhamad Eko; Supriadi, Alif Zaky; Pasaribu, Fransiska M M K; Novianto, Muhammad Revanza Naufal; Nurzaman, Muhammad Rizky; Trenggono, Adhitya Trenggono; Kambuna, Bening Nurul Hidayah (Jurnal Furnace, 2024)
Peningkatan permintaan baterai lithium-ion akbibat semaik banyaknya penggunakan kendaraan listrik secara global menimbulkan tantangan serius terkait limbah baterai bekas yang dapat mencemari lingkungan. Seiring meningkatnya jumlah kendaraan listrik, limbah baterai juga bertambah, sehingga daur ulang menjadi urgensi untuk mengurangi dampak lingkungan. Sehingga perlu dilakukan upaya untuk mengurangi limbah baterai tersebut. Salah satu pengembangan yang banyak dilakukan adalah pengolahan limbah grafit baterai menjadi graphene dan penggunaan panel surya untuk mengurangi emisi. Dye-synthesized solar cell (DSSC) menjadi salah satu alternatif panel surya yang menjanjikan karena biaya produksi relatif rendah dan fleksibilitas desain. Limbah grafit baterai merupakan bahan utama material counter electrode yang berperan krusial dalam meningkatkan efisiensi konversi daya melalui aktivitas katalitik dan konduktivitas yang baik. Penelitian ini memfokuskan pada pemanfaatan graphene hasil electrochemical exfoliation dari limbah grafit baterai sebagai bahan substrat elektroda bersama lapisan tipis platinum. Proses exfoliation ini menggunakan elektrolit H2SO4:KOH dengan rasio 90:10 dan memberikan graphene dengan rasio ID/IG terendah (0,42) dan rasio I2D/IG tertinggi (1,15), menandakan jumlah lapisan optimal dan cacat minimal. Aplikasi graphene pada substrat FTO diikuti pelapisan platinum tipis menghasilkan beberapa konfigurasi elektroda, yaitu Pt konvensional, Pt/single-layer graphene, Pt/bi-layer graphene, dan Pt/multi-layer graphene. Pada pengujian di bawah iluminasi standar 1000 W/m2 (AM 1.5), sel referensi Pt menunjukkan efisiensi 3,35% (Voc 0,72 V, Jsc 7,27 mA/cm2, FF 64%) . Penambahan satu lapis graphene meningkatkan efisiensi menjadi 3,42% (Voc 0,70 V, Jsc 7,52 mA/cm2, FF 65%), sedangkan konfigurasi bi-layer graphene mencapai efisiensi tertinggi 3,58% (Voc 0,71 V, Jsc 7,63 mA/cm2, FF 66%) . Sebaliknya, lapisan graphene terlalu tebal (multi-layer) menurunkan performa menjadi 2,25% (Voc 0,66 V, Jsc 5,98 mA/cm2, FF 57%) . Hasil ini menunjukkan trade-off antara penurunan resistansi lembaran dan berkurangnya transmitansi optik saat jumlah lapisan graphene meningkat. Hasil penelitian lain juga mendapatkan PCE hingga 8,56% untuk elektroda Pt-graphene melalui hibridisasi atau doping logam, dibanding GO (4,48%) dan sputtered Pt (8,18%).