``ENERGI, ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK BAHAN ELEKTROLIT BERBENTUK

AGAR-AGAR DARI LIMBAH BUAH DAN SAYURAN  

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEMGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER2015

SEMINAR HASIL

oleh Riva’ Atul Imama

101810201053

1.Pendahuluan

3. Hasil &Pemba

hasan

4. Keimpulan & Saran

2. Metode Penelitia

n

POKOK BAHASAN

BAB 1. PENDAHULUAN

Latar Belakang

Penggunaan Baterai Menggantikan Elektrolit Baterai dgn Buah&Sayuran Bio-Baterai

Prinsip Kerja Baterai

Sebuah baterai terdiri dari dua komponen penting, yaitu: anode (kutub negatif baterai),katode (kutub positif baterai) dan elektrolit (penghantar)

Percobaan Bio-baterai Wira&Aisyah (2013)

-Menggunakan elektroda lempeng dan silinder-Menggunakan jeruk, tomat, wortel, cabai dan pisang sebagai elektrolit

Hasil percobaan menunjukkan pada elektroda plat limbah buah dan sayuran yang menghasilkan tegangan tertinggi adalah limbah buah jeruk, dengan besar tegangan 0,95 volt pada jarak elektroda terdekat 2 cm. Elektrolit dari limbah buah jeruk juga menunjukkan waktu terlama dalam menyalakan LED yaitu 75 jam. Sedangkan pada elektroda silinder menghasilkan nilai tegangan yang lebih kecil, untuk limbah buah jeruk menghasilkan tegangan 0,35 volt pada jarak elektroda terdekat dan mampu menyalakan lampu LED selama 18 jam.

Kesimpulan Percobaan Bio-baterai Wira&Aisyah (2013)

Luas permukaan elektroda dan jarak antara elektroda (anoda dan katoda) serta nilai pH dari buah-buahan dapat mempengaruhi nilai arus dan tegangan yang dihasilkan. Semakin luas permukaan elektroda yang tercelup elektrolit, maka arus dan tegangan yang dihasilkan semakin besar, semakin dekat jarak antara anoda dan katoda, arus dan tegangan juga semakin besar. Sedangkan pengaruh PH yaitu, semakin besar nilai arus dan tegangan jika PH nya semakin rendah.

Kekurangan Prototipe Bio-baterai Sebelumnya

Perbaikan Model Bio-baterai yang telah dilakukan

1 2

43

Rumusan Masalah

1. Bagaimana energi listrik, nilai arus dan tegangan pada rangkaian seri paralel bio-baterai dengan elektrolit bentuk agar-agar dari limbah buah dan sayuran?

2. Bagaimana karakteristik arus dan tegangan listrik sebagai fungsi waktu pada rangkaian seri paralel bio-baterai.

Tujuan

1. Menentukan energi listrik, nilai kuat arus dan tegangan pada rangkaian seri paralel bio-baterai dengan elektrolit bentuk agar-agar dari limbah buah dan sayuran

2. Menyelidiki karakteristik arus dan tegangan listrik sebagai fungsi waktu pada rangkaian seri paralel bio-baterai

Manfaat

Batasan Masalah

1. Mengetahui karakteristik serta nilai arus dan tegangan pada rangkaian seri-paralel bio-baterai dengan elektrolit bentuk agar-agar dari limbah buah dan sayuran

2. Dapat menggunakan energi listrik alternatif dari limbah buah dan sayur sebagai bio-baterai yang ramah lingkungan.

3. Dapat membantu mengurangi jumlah limbah organik, khususnya limbah buah dan sayuran.

1. Penelitian dilakukan pada suhu dan kelembapan ruangan yang relatif konstan, sehingga suhu dan kelembapan dianggap tidak mempengaruhi hasil penelitian.

2. Kelistrikan buah dan sayur yang akan diteliti adalah arus dan tegangan pada jambu biji, jeruk, nanas, kentang dan kubis dengan tingkat kematangan yang dianggap sama

3. Elektroda yang digunakan adalah pasangan elektroda plat Cu sebagai katoda (kutub positif) dan Zn sebagai anoda (kutub negatif)

4. Penelitian ini menggunakan rangkaian seri-paralel, yaitu hubungan gabungan dari hubungan seri dan paralel

 

 

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di laboratorium Biofisika Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Jember dari bulan Januari 2015 sampai selesai. Observasi telah dilakukan pada bulan Juni 2014.

Alat

Timbangan Digital

Gelas ukur

pH meter

Termometer

Kabel dan Japit Buaya

Multimeter Digital

Penggaris

Blender

3.2 Alat dan Bahan

Bahan

3.2 Alat dan Bahan

Nanas

Jambu

Kentang

Kubis

Variabel Resistor

ElektrodPlat Cu-Zn

Dioda LED

Jeruk

3. Analisis data

4. Kesimpulan dan saran

5. Laporan

1.Persiapan dan Observasi

Pemilihan bahan dan ukuran elektroda serta buah dan sayuran

2. Pengambilan data

Pengukuran arus dan tegangan bio-baterai sebagai fungsi waktu pada rangkaian seri-paralel

Pengukuran arus dan tegangan pada rangkaian seri paralel bio-baterai dengan elektrolit bentuk agar-agar dari limbah buah dan sayuran

Pembuatan agar-agar elektrolit bio-baterai dari buah dan sayuran

Setting up bio-baterai

3.3 Tahap Penelitian

3.3.1 Persiapan dan Observasia. Pemilihan Bahan dan Ukuran Elektroda serta Buah dan Sayuran

Pemilihan pasangan elektroda ini berdasarkan potensial elektroda yang dimiliki, Zn lebih negatif maka Zn melakukan oksidasi dan bertindak sebagai anoda. Potensial elektroda Cu lebih positif maka Cu mengalami reduksi dan bertindak sebagai katoda. Buah dan sayuran yang digunakan sebagai bahan dasar penelitian ini adalah buah dan sayuran yang biasa dikonsumsi sehari-hari dan dibudidayakan di Indonesia, yaitu jambu biji, jeruk, nanas, kentang dan kubis dengan tingkat kematangan yang di anggap sama.

b. Pembuatan Agar-agar Elektrolit Bio-baterai dari Buah dan Sayuran

1

3

2

d. Observasi

c. Setting up Bio-baterai

1. peningkatan nilai arus dan tegangan pada luas permukan 1 cm sampai 4 cm, setelah 4 cm ampermeter dan voltmeter tidak lagi menunjukkan perubahan nilai,

2. pengukuran arus dan tegangan pada sel bio-baterai tunggal. Pengukuran arus dan tegangan dilakukan dengan variasi bahan elektrolit. Diperoleh nilai arus dan tegangan yang paling besar yaitu dari bahan elektrolit yang memiliki nilai pH terendah.

3. pengukuran arus dan tegangan dengan bio-baterai yang disusun secara seri dan paralel. Dari hasil percobaan diperoleh nilai arus yang lebih besar jika bio-baterai disusun paralel dan nilai tegangan yang lebih besar jika disusun seri.

3.3.2 Pengambilan Data

Data yang diambil pada penelitian ini adalah nilai arus dan tegangan listrik pada rangkaian seri paralel bio-baterai dengan elektrolit bentuk agar-agar dari limbah buah dan sayuran serta ketahanan arus dan tegangan listrik dalam menghidupkan lampu LED

a. Pengukuran Arus dan Tegangan pada Rangkaian Seri Paralel Bio-baterai dengan Elektrolit Bentuk Agar-agar dari Berbagai Limbah Buah dan Sayuran

E6

E5

E4

E3

E2

A

V

E1

amperemeter

voltmeter

Variabel resistor

Bio-baterai

b. Pengukuran Arus dan Tegangan Bio-baterai Sebagai Fungsi Waktu pada Berbagai Macam Agar-agar Elektrolit Buah dan Sayuran

A

V

LED

3.3.3 Analisa Data

Hasil yang diperoleh dari penelitian ditabelkan kemudian dibuat grafik menggunakan Microsoft Excel 2007. Dari grafik tersebut dianalisa untuk mengetahui jenis buah dan sayuran yang menghasilkan nilai arus dan tegangan tertinggi serta jenis buah dan sayuran yang dapat menghidupkan lampu LED paling lama.

4.1.1 Pengukuran Arus dan Tegangan Secara Seri-Paralel pada bio-baterai

4.1 Hasil

Gambar 4.1 Hubungan nilai arus dan hambatan pada bio-baterai seri paralel

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 4.2 Hubungan tegangan dan hambatan pada bio-baterai seri paralel

4.1.2 Pengukuran Arus dan Tegangan Sebagai Fungsi Waktu Lama Penyalaan Lampu LED

Gambar 4.3 Grafik karakteristik arus terhadap lama penyalaan lampu LED

Gambar 4.4 Karakteristik tegangan terhadap lama penyalaan lampu LED

4.2 Pembahasan

Elektrolit yang terdapat pada buah dan sayuran dapat berupa elektrolit kuat dan elektrolit lemah, Senyawa yang memiliki daya hantar listrik yang baik disebut elektrolit kuat, walaupun memiliki konsentrasi yang kecil. Sebaliknya senyawa yang termasuk elektrolit lemah mempunyai daya hantar yang relatif buruk walaupun memiliki konsentrasi tinggi. Sedangkan hubungan nilai pH dan tegangan menunjukkan hubungan yang berbanding terbalik, semakin kecil nilai pH maka semakin besar nilai tegangan yang dihasilkan. Elektrolit limbah buah jeruk memiliki nilai pH terkecil yaitu 3,3 sedangkan jambu memiliki nilai pH 3,7, nanas 3,8, kentang 4,1 dan kubis memiliki nilai pH terbesar yaitu 5,6.

Nilai kuat arus dan tegangan yang dihasilkan oleh masing-masing elektrolit limbah buah dan sayuran dengan variasi hambatan memberikan nilai hasil kuat arus dan tegangan yang berbeda-beda. pada nilai hambatan terkecil, elektrolit limbah buah jambu menghasilkan arus yang paling besar dibandingkan dengan elektrolit dari buah jeruk, nanas, kentang dan kubis. Sedangkan pada nilai hambatan terbesar, elektrolit dari limbah buah jeruk yang menghasilkan tegangan paling besar, kemudian diikuti oleh buah jambu, buah nanas, kentang dan yang terakhir kubis. Nilai kuat arus dan tegangan yang berbeda pada masing-masing elektrolit limbah buah dan sayuran dikarenakan setiap buah dan sayuran memiliki kandungan elektrolit, konsentrasi dan derajat keasaman yang berbeda.

Bio-baterai yang dapat menyalakan LED terlama yaitu bahan elektrolit dari buah nanas dengan rata-rata waktu 235 jam, kemudian buah jeruk memiliki waktu terlama kedua yaitu 195 jam. Ketiga buah jambu dengan lama waktu 55 jam, kentang memiliki lama waktu nyala LED 15 jam. Sedangkan untuk elektrolit kubis tidak dapat menghidupkan LED karena arus dan tegangan yang dihasilkan sangat kecil sehingga tidak mampu untuk menghidupkan LED. Karakteristik arus dan tegangan terhadap penyalaan LED oleh masing-masing elektrolit memiliki kesamaan karakteristik. Karakteristik arus pada masing-masing elektrolit mengalami penurunan terhadap waktu. Sedangkan karakteristik tegangan untuk elektrolit limbah buah nanas, buah jambu, buah jeruk dan kentang memiliki kesamaan yaitu mengalami penurunan tegangan setelah satu jam pertama kemudian pada titik tertentu mengalami peningkatan tegangan dan kembali mengalami penurunan tegangan.

Dari hasil penelitian diperoleh bahwa tegangan tertinggi, arus tertinggi dan elektrolit yang menghidupkan LED paling lama tidak dihasilkan dari elektrolit buah yang sama. Arus tertinggi dihasilkan oleh limbah buah jambu, tegangan tertinggi dihasilkan oleh limbah buah jeruk dan elektrolit yang menghidupkan LED terlama adalah limbah buah nanas. Hal tersebut menunjukkan bahwa tiap buah dan sayuran memiliki nilai arus maupun tegangan minimum dan maksimumnya masing-masing ketika dijadikan sebagai elektrolit dalam bio-baterai.

Hasil penelitian Jauharah (2013) menunjukkan bahwa nilai arus tertinggi, tegangan tertinggi dan elektrolit yang menghidupkan LED paling lama dihasilkan dari elektrolit buah jeruk. Elektrolit buah jeruk dapat menghidupkan LED selama 75 jam dengan tegangan awal 2,9 volt. Sedangkan hasil penelitian yang saya lakukan untuk buah jeruk dapat menghidupkan LED selama 195 jam dengan tegangan awal 2,19 volt.

Kedua penelitian tersebut menggunakan pasangan elektroda Cu-Zn berbentuk plat dan ukuran elektroda yang tercelup elektrolit memiliki luas yang sama yaitu 4cm x 4cm, perbedaan penelitian tersebut adalah pada perlakuan elektrolit. Jauharah (2013), menggunakan elektrolit buah jeruk dalam bentuk larutan, sedangkan pada penelitian yang saya lakukan larutan tersebut dijadikan gel dengan cara merebus larutan jeruk tersebut dengan agar-agar murni selama 30 menit. Selama proses memasak agar-agar dengan larutan jeruk terjadi proses evaporasi atau penguapan yang menyebabkan cairan jeruk tersebut semakin pekat atau memiliki konsentrasi yang lebih tinggi daripada larutan jeruk yang tidak direbus, oleh karena itu elektrolit buah jeruk yang dijadikan gel dapat menghidupkan LED lebih lama daripada elektrolit buah jeruk dalam bentuk larutan.

BAB 5. PENUTUP

Karakteristik arus dan tegangan listrik terhadap penyalaan LED oleh masing-masing elektrolit memiliki kesamaan karakteristik yaitu mengalami penurunan terhadap waktu meskipun tidak linier namun arus dan tegangan pada masing-masing elektrolit tersebut semakin lama semakin menurun. Bio-baterai yang dapat menyalakan LED terlama yaitu bahan elektrolit dari buah nanas dengan rata-rata waktu 235 jam dengan tegangan dan arus awal rata-rata adalah 1, 78 volt dan 0,82 mA, lampu LED mati pada tegangan dan arus 1,57 volt dan 0,01 mA.Nilai kuat arus dan tegangan yang dihasilkan oleh masing-masing elektrolit limbah buah dan sayuran dengan variasi hambatan memberikan hasil bahwa hambatan yang digunakan berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan kuat arus. Elektrolit yang menghasilkan arus maksimum yaitu limbah buah jambu dan yang menghasilkan tegangan maksimum adalah limbah buah jeruk

5.1 Kesimpulan

Diharapkan pada penelitian selanjutnya dilakukan pengembangan lebih lanjut mengenai faktor-faktor dan metode yang dapat mempengaruhi peningkatan arus dan tegangan yang dihasilkan oleh bio-baterai organik supaya menghasilkan bio-baterai ramah lingkungan yang dapat menggantikan penggunaan baterai komersial yang limbahnya berbahaya bagi lingkungan 

5.2 Saran

Thank You