SINTESIS BIOCHAR DARI KULIT KACANG TANAH (Arachis hypogaea L.) SEBAGAI FILLER PADA ELEKTROLIT SEMI PADAT KITOSAN/KI/I2 PADA SEL SURYA TERSENSITASI ZAT WARNA

Faradila Danis Wahidiyah, Adhi Dwi Hatmanto, S.Si., M.Sc., Ph.D. ; Khurnia Krisna Puji Pamungkas, S.Si., M.Eng., Ph.D.

2026 | Skripsi | KIMIA

Penelitian ini mengkaji pengaruh metode modifikasi fisiko-kimia filler biochar terhadap sifat tekstural serta karakteristik elektrokimia gel polimer elektrolit kitosan/KI/I2. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh aktivasi dan perlakuan fisik terhadap karakteristik biochar, serta mengevaluasi kinerjanya sebagai filler dalam mengoptimalkan kinerja mediator redoks dalam gel polimer elektrolit kitosan/KI/I2.

Biochar disintesis dari kulit kacang tanah dengan pirolisis yang diikuti oleh aktivasi kimia (dengan H3PO4 dan KOH) dan termal (pemanasan 700 °C) serta proses ball milling untuk memperkecil ukuran partikelnya. Gel polimer elektrolit disiapkan dengan melarutkan kitosan dalam asam asetat, kemudian ditambahkan larutan KI/I2 dan biochar yang diball mill selama 6 jam (BC6) pada variasi massa 1%, 2%, 3%, 4%, dan 5% b/b kitosan untuk menentukan massa optimum filler. Selanjutnya, sampel biochar teraktivasi asam ball milling (aa-BC6), teraktivasi basa ball milling (ba-BC6), dan teraktivasi termal ball milling (ta-BC6) ditambahkan sebesar 2% b/b ke dalam gel polimer kitosan/KI/I2. Karakteristik material biochar dievaluasi menggunakan FTIR, XRD, SAA, spektroskopi Raman, dan FESEM EDX-Mapping. Performa elektrokimia gel polimer elektrolit kitosan/KI/I2/biochar dianalisis menggunakan metode voltametri siklis (CV).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa biochar dari kulit kacang tanah efektif digunakan sebagai filler dalam gel polimer elektrolit kitosan/KI/I2/biochar. Perlakuan ball-milling selama 6 jam berhasil mereduksi ukuran partikel menjadi 0,5–1 ?m dibandingkan dengan tanpa perlakuan, yaitu 5–10 ?m. Proses aktivasi biochar secara kimia mampu meningkatkan luas permukaan dari 300,20 m2 g–1 menjadi 315,03 m2 g–1 (aa-BC6) dan 651,95 m2 g–1 (ba-BC6). Pengujian dengan voltametri siklis menunjukkan peningkatan paling optimal pada nilai intensitas arus puncak anodik dan katodik. Nilai arus puncak anodik meningkat dari 0,732 mA menjadi 0,926 mA dan arus puncak katodik dari -0,989 mA menjadi -1,319 mA. Dengan demikian, sistem elektrolit polimer kitosan/KI/I2 biochar menunjukkan performa elektrokimia yang baik dan berpotensi sebagai mediator redoks dalam DSSC.

This study formally examines the impact of physicochemical modification methods applied to biochar fillers on the textural properties and electrochemical characteristics of chitosan/KI/I2 gel polymer electrolytes. The primary objective is to systematically evaluate the influence of chemical activation and physical treatment on biochar characteristics and its effectiveness as a filler for optimizing the redox mediator performance in chitosan/KI/I2 gel polymer electrolytes.

Biochar was synthesized from peanut shell biomass via pyrolysis, followed by chemical activation using H?PO? and KOH, thermal activation at 700 °C, and ball-milling to reduce particle size. The gel polymer electrolyte was formulated by dissolving chitosan in acetic acid, subsequently incorporating a KI/I2 solution and 6-hour ball-milled biochar (BC6) at varying filler concentrations of 1%, 2%, 3%, 4%, and 5% (w/w chitosan) to identify the optimal loading. Thereafter, acid-activated ball-milled biochar (aa-BC6), base-activated ball-milled biochar (ba-BC6), and thermally activated ball-milled biochar (ta-BC6) were each introduced at 2% (w/w) into the chitosan/KI/I2 gel polymer electrolyte. Comprehensive characterization of the biochar materials was performed using FTIR, XRD, SAA, Raman spectroscopy, and FESEM EDX-mapping. Electrochemical properties of the chitosan/KI/I2/biochar gel polymer electrolytes were assessed through cyclic voltammetry (CV) analysis.

The results demonstrated that peanut shell-derived biochar was effective as a filler in chitosan/KI/I2 gel polymer electrolytes. Ball milling for 6 hours successfully reduced the particle size from 5–10 ?m to 0.5–1 ?m. Chemical activation significantly enhanced the surface area from 300.20 m2 g–1 to 315.03 m2 g–1 for aa-BC6 and 651.95 m2 g–1 for ba-BC6. Cyclic voltammetry analysis showed the greatest enhancement in anodic and cathodic peak currents. The anodic peak current increased from 0.732 mA to 0.926 mA, while the cathodic peak current increased from ?0.989 mA to ?1.319 mA. These findings indicate that the chitosan/KI/I2/biochar polymer electrolyte system exhibits promising electrochemical performance and has strong potential as a redox mediator for dye-sensitized solar cells.

Kata Kunci : Biochar, gel polimer elektrolit, kitosan