Prarancangan Pabrik Nanokomposit PANI/Karbon dari Polimer sebagai Material Elektroda Supercapasitor dengan Kapasitas 4.000 Ton/Tahun
Nabila Nadia Setiadi, Prof. Ir. Imam Prasetyo, M.Eng., Ph.D.
2023 | Skripsi | TEKNIK KIMIA
Nanokomposit
PANI/Karbon merupakan gabungan antara material karbon dan polimer konduktif,
polianilin (PANI). Kombinasi antara karbon dan PANI
dapat menghasilkan komposit PANI/Polymer-Derived Porous Carbon sebagai
material dengan performa yang baik untuk material elektroda superkapasitor. Material elektroda superkapasitor saat ini tengah mengalami
perkembangan seiring dengan meningkatnya permintaan superkapasitor untuk
aplikasi pada bidang otomotif, khususnya pada kendaraan listik. Pemerintah Indonesia
juga sedang mendorong pengembangan kendaraan listrik sebagai alat transportasi
nasional. Perusahaan Listrik Negara
(PLN) sebagai penyedia infrastruktur pendukung kendaraan listrik telah melakukan estimasi penjualan
kendaraan listrik nasional. Hasil dari estimasi tersebut
menyatakan penjualan kendaraan listrik akan terus meningkat pesat hingga mencapai
65.000 unit mobil listrik pada tahun 2030.
Proses produksi
nanokomposit PANI/karbon dibagi menjadi dua proses utama, yaitu reaksi
pembuatan karbon R-F dan reaksi pembuatan nanokomposit PANI/karbon. Pembuatan karbon R-F menggunakan bahan baku utama resorsinol dan
formaldehid melalui reaksi polimerisasi sehingga menghasilkan polimer
resorsinol-formaldehid. Polimer resorsinol-formaldehid kemudian melalui tahapan
karbonisasi dan gasifikasi parsial untuk menghasilkan karbon R-F. Proses
dilanjutkan dengan pembentukan polimer polianilin di dalam karbon R-F dengan
polimerisasi in-situ. Produk yang dihasilkan adalah nanokomposit PANI/karbon
sebanyak 4.000 ton/tahun.
Pabrik ini didirikan di Karawang, Jawa Barat dengan luas 7,44 hektar. Kebutuhan
air diperoleh dari Waduk Jatiluhur sebanyak 56,64 ton/jam. Kebutuhan
udara sebesar 60,081 ton/jam disediakan oleh unit utilitas.
Kebutuhan listrik sebesar 1,23
MW diperoleh
dari PLTGU Jawa-1
Karawang. Untuk menjalankan
produksi, dibutuhkan modal tetap sebesar $40.813.711+Rp348.939.699.772,
modal kerja sebesar $23.462.897+Rp10.038.126.743,
dan biaya produksi sebesar $66.697.331+Rp350.091.930.528. Dari penjualan produk, diperoleh sebesar $133.586.838/tahun. Oleh
karena proses pabrik ini tergolong baru untuk diaplikasikan di dunia industri, pabrik ini tergolong beresiko tinggi dengan nilai ROI sebelum pajak sebesar 40,24%, ROI setelah pajak sebesar 30,18%, POT sebelum pajak sebesar 1,99 tahun, POT setelah pajak sebesar 2,49 tahun, BEP sebesar 40,04%, SDP sebesar 19,31%, dan DCFRR sebesar 36,75%. Berdasarkan hasil evaluasi ekonomi, dapat
disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji
lebih lanjut.
Kata Kunci : karbon, nanokomposit, polianilin, superkapasitor