Minggu, 16 Jun 2023-Tim Program Kreativitas Mahasiswa Riset Eksakta (PKM-RE) dari Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Negeri Surabaya di bawah bimbingan dosen Lydia Rohmawati S.Si., M.Si. telah berhasil meraih pendanaan PKM-RE tahun 2023 dari Belmawa.
Tim PKM-RE ini, dengan judul penelitian Modifikasi Bahan Alam dengan Tembaga terhadap Fotosensitizer Alami pada DYE Sensitized Solar Cell (DSSC). Tim yang diketuai oleh Sandy Prayoga Ferdianto dan anggota yang terdiri dari Azar Zakaria, Muhammad Fahrul Arifianto, Shelvia Junita Putri, dan Siti Nur Aisah. Ide ini berawal dari cara mencegah dan meminimalisir dampak finansial dan lingkungan pada penggunaan dye ruthenium. Dengan memanfaatkan tanaman wortel, daun kelor, dan beras ketan hitam dengan penambahan tembaga agar dapat menekan dampak keuangan karena memiliki harga yang murah dan lebih aman terhadap lingkungan.
Dalam sebuah penelitian terbaru, para ilmuwan telah mengungkap beberapa kelemahan yang signifikan dalam penggunaan Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) yang menggunakan dye ruthenium sebagai sensitizernya. Dye ruthenium adalah salah satu komponen kunci dalam DSSC, yang digunakan untuk menangkap cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi energi listrik. Meskipun teknologi DSSC telah menunjukkan potensi yang besar dalam pengembangan energi surya, penelitian ini menyoroti beberapa masalah yang perlu diatasi.
Salah satu kelemahan utama yang diungkapkan oleh penelitian ini adalah kerentanan dye ruthenium terhadap degradasi yang disebabkan oleh faktor-faktor eksternal. Dye ruthenium cenderung rusak akibat paparan sinar ultraviolet (UV), oksigen, dan kelembaban. Hal ini menyebabkan penurunan efisiensi DSSC seiring berjalannya waktu, yang dapat mengurangi masa pakai panel surya berbasis DSSC. Selain itu, dalam beberapa kondisi operasional, dye ruthenium dapat menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan. Ruthenium adalah unsur logam berat yang mungkin memiliki dampak negatif jika bocor atau terbuang secara tidak benar. Oleh karena itu, penanganan dan pemrosesan dye ruthenium memerlukan perhatian khusus untuk mencegah potensi dampak lingkungan yang merugikan.
Sandy mengungkapkan bahwa “penelitian DSSC berbeda dengan penelitian terdahulu karena menggabungkan ketiga bahan untuk memperoleh nilai Panjang gelombang sebagai fotosentized solar cell. Nilai Panjang gelombang yang diperoleh sesuai dengan ketentuan tiap solar cell yang ada.”
Ternyata, setelah proposal kami mengenai DSSC diajukan dalam Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) di laman kemendikbudristek berhasil terdanai dengan total dana Rp. 8.750.000. setalah dana diterima tim kami, dana tersebut dapat kami pergunakan untuk pembelian bahan dan melakukan uji laboratorium di kampus ITS dan Unesa. Uji laboratorium yang kami lakukan yaitu, uji UV-Vis Spektofotmetri dan Voltametri untuk menemukan nilai arus dan tegangan yang sesuai dengan ketentuan.
Dalam proses pembuatan Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC), metode yang diterapkan adalah penggunaan lapisan "sandwich." Proses ini dimulai dengan susunan berurutan yang terdiri dari lapisan kaca Indium Tin Oxide (ITO) yang telah dicoating dengan pasta Titanium Dioxide (TiO2) dan direndam dalam larutan dye yang telah dicampur dengan filtrat dari larutan tembaga sebanyak 4 gram. Karbon yang diarsis digunakan pada bagian konduktif kaca ITO, yang diterapkan dengan bantuan grafit 6B hingga merata. Selanjutnya, campuran ini dipanaskan di atas lilin hingga jelaga menutupi permukaan konduktif kaca ITO (Indium Tin Oxide). Pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan multimeter menghasilkan nilai-nilai kunci, yaitu Voc (Tegangan Sirkuit Terbuka) sebesar 8.2 mV dan Vmax (Tegangan Maksimum) sebesar 25.1 mV. Nilai-nilai ini memiliki dampak signifikan pada efisiensi DSSC. Berdasarkan data pengukuran arus dan tegangan (I-V).
Dalam upaya untuk meningkatkan efisiensi Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC), penelitian terbaru telah mengungkapkan bahwa penambahan 4 g tembaga ke dalam larutan dye memiliki dampak yang signifikan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi DSSC yang dicapai adalah sebesar 0.63%. Hasil ini menjadi perbandingan penting dengan temuan sebelumnya yang menggunakan senyawa beta karoten sebagai dye-sensitizer, dengan efisiensi sebesar 0.091% (Suprayogi et al., 2018). Selain itu, efisiensi antosianin sebagai dye-sensitizer mencapai 0.028% (Supriyanto et al., 2016), sementara efisiensi klorofil sebagai dye-sensitizer pada pencahayaan 4000 lux hanya sebesar 0.0001697%.
Dari hasil data yang dikumpulkan, sampel yang memanfaatkan penambahan 4 g tembaga dalam larutan dye terbukti menjadi pilihan terbaik sebagai dye-sensitizer pada DSSC, mengingat efisiensi yang mencapai 0.63%. Temuan ini didukung oleh hasil karakterisasi UV-Vis dan voltametri siklik yang mengungkapkan nilai absorbansi sebesar 0.8 g absorbansi dan celah energi sebesar 0.77063 elektronvolt pada larutan dye dengan penambahan tembaga. Hasil penelitian ini membawa dampak positif dalam pengembangan teknologi DSSC, yang memiliki potensi untuk menjadi solusi efisien dalam mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Penambahan tembaga pada dye-sensitizer menjadi salah satu langkah penting dalam peningkatan efisiensi perangkat ini, yang berkontribusi pada perkembangan energi surya yang lebih berkelanjutan.
Ikuti tulisan menarik 026_ SANDY lainnya di sini.
