Bsinews.id, Jakarta, Pengolahan grafit alam menjadi material elektroda berperforma tinggi dikembangkan oleh Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) untuk mendukung teknologi penyimpanan energi. Riset ini menghasilkan elektroda dengan kapasitas spesifik 918 F/g dan retensi kapasitansi 95% setelah 1.000 siklus, dilansir dari Detikcom.

Inovasi tersebut memanfaatkan grafit alam Indonesia sebagai bahan dasar untuk mengembangkan superkapasitor dan mendukung teknologi baterai kendaraan listrik generasi berikutnya. Penelitian ini juga membuka peluang pemanfaatan mineral dalam negeri menjadi material bernilai tambah lebih tinggi.

Indonesia memiliki potensi grafit alam mencapai 54,67 juta ton. Sebarannya mencakup Kalimantan dengan potensi 31,24 juta ton dan Sulawesi sebesar 23,43 juta ton, termasuk kawasan Kolaka.

Peneliti Posdoktoral Pusat Riset Teknologi Mineral BRIN, Lukmanul Hakim Samada, mengembangkan material komposit yang menggabungkan reduced graphene oxide (RGO) dengan polyaniline (PANI). Proses pembuatannya menggunakan bantuan surfaktan cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) untuk mengatasi keterbatasan konduktivitas grafit murni.

Sintesis material dimulai dengan mengolah grafit menjadi graphene oxide (GO) melalui metode oksidasi Hummers. Proses ini memasukkan gugus beroksigen agar lembaran karbon lebih mudah terdispersi sebelum material direduksi menjadi RGO.

Penambahan CTAB menjadi bagian penting dalam pembentukan struktur komposit. Dalam pemaparannya pada webinar DISEMINASI #12 bertajuk Pemanfaatan Mineral Grafit Alam sebagai Prekursor Elektroda Superkapasitor Berkinerja Tinggi, Rabu (14/10/2026), Lukmanul menjelaskan hasil perubahan morfologi material tersebut.

"Integrasi surfaktan CTAB sebesar 0,02 M dalam sintesis ini berhasil mengubah morfologi partikel teraglomerasi menjadi jaringan nanoserat PANI yang terdispersi baik dengan porositas mesopori yang tinggi," kata Lukmanul.

Pembentukan jaringan nanoserat PANI dengan porositas mesopori tinggi berkaitan dengan pengembangan karakteristik elektroda. Struktur tersebut menjadi bagian dari inovasi komposit RGO/PANI-CTAB yang diuji untuk aplikasi penyimpanan energi.

Kinerja elektroda dalam pengujian

Hasil pengujian menunjukkan kapasitas spesifik material mencapai 918 F/g pada arus 1 A/g. Nilai tersebut sekitar 2,9 kali lipat lebih tinggi dibandingkan komposit yang dibuat tanpa CTAB.

Selain kapasitas spesifik, material ini memiliki resistansi seri (Rs) sebesar 0,60 Ω. Elektroda juga mempertahankan retensi kapasitansi 95% setelah menjalani 1.000 siklus pengujian.

Pengujian menggunakan konfigurasi asymmetric supercapacitor (ASC) memperlihatkan tegangan sebesar 1,7 V. Material tersebut juga mencatat rapat energi 18,9 Wh/kg dan rapat daya 850 W/kg.

Parameter tersebut menjadi hasil utama penelitian dalam menilai kemampuan material untuk aplikasi superkapasitor. Pengujian kapasitas, resistansi, retensi, tegangan, rapat energi, dan rapat daya memberikan gambaran mengenai karakteristik elektroda yang dikembangkan.

Tahapan pengolahan grafit alam

Grafit merupakan salah satu bentuk kristalin karbon yang memiliki ketahanan panas tinggi dan sifat konduktivitas yang berpotensi dimanfaatkan dalam pengembangan material. Namun, karakteristik setiap endapan berbeda, bergantung pada ukuran serpihan atau flake, tingkat kemurnian, serta mineral pengotor yang menyertainya.

Untuk menghasilkan konsentrat grafit bernilai tinggi, pengolahan harus dilakukan melalui tahapan yang terstruktur. Rangkaian proses tersebut dimulai dari eksplorasi untuk menemukan mineralisasi ekonomis, dilanjutkan dengan penambangan bijih grafit.

Bijih kemudian menjalani pengecilan ukuran melalui crushing dan grinding. Tahap ini bertujuan membebaskan serpihan grafit dari mineral pengotor tanpa merusak ukuran flake yang memengaruhi karakteristik produk.

Setelah itu, grafit dipisahkan melalui flotasi buih dengan memanfaatkan sifat hidrofobiknya. Proses dilanjutkan dengan pembersihan, pengurangan kadar air, pengeringan, dan pemilahan berdasarkan ukuran.

Lukmanul menjelaskan bahwa pemisahan mineral pengotor harus dilakukan secara optimal dengan tetap menjaga kualitas serpihan grafit.

"Tantangan utama dalam pemrosesan grafit alam adalah memisahkan grafit dari mineral pengotor secara optimal sambil tetap mempertahankan karakter flake yang menentukan nilai produk," kata Lukmanul.

Mendorong peningkatan nilai tambah mineral dalam negeri

Potensi grafit alam Indonesia menjadi salah satu sumber daya yang dapat dikembangkan untuk mendukung industri material penyimpanan energi. Pemanfaatannya tidak hanya berkaitan dengan ketersediaan bahan baku, tetapi juga dengan kemampuan mengolah mineral menjadi produk yang memiliki nilai ekonomi lebih tinggi.

Lukmanul berharap grafit alam Indonesia tidak hanya dikirim ke luar negeri sebagai bahan mentah, tetapi juga dapat diproses di dalam negeri menjadi produk hilir bernilai tambah tinggi.

"Pengembangan platform elektroda RGO/PANI-CTAB ini diharapkan menjadi fondasi kuat dalam mendukung kemandirian teknologi penyimpanan energi nasional, khususnya untuk pembuatan superkapasitor dan baterai kendaraan listrik generasi berikutnya," kata Lukmanul.