Eksploitasi bahan bakar fosil oleh manusia telah menyebabkan berbagai masalah lingkungan serta menipisnya cadangan bahan bakar fosil. Permasalahan ini mendorong setiap negara di dunia untuk segera menemukan sumber energi bersih dan terbarukan. Berdasarkan Program NAWACITA yang telah dicanangkan oleh Bapak Jokowi, pemerintah Indonesia menargetkan penggunaan sumber energi terbarukan sebesar 25% pada tahun 2025. Hal ini semakin mendorong banyak peneliti untuk segera menemukan sumber energi terbarukan yang potensial diaplikasikan di Indonesia.

Disisi lain, semakin berkembangnya industri batik dalam negeri menimbulkan kekhawatiran baru berupa limbah pewarna yang akan direlease di lingkungan. Hal ini disebabkan karena pada tahap pewarnaan batik, hanya sekitar 80% pewarna yang digunakan dalam proses pewarnaan dan 20% lainnya terbuang di lingkungan. Padahal, saat ini ada sekitar 50.000 industri batik yang tersebar di seluruh Indonesia. Jadi bisa dibayangkan jumlah limbah pewarna yang akan dihasilkan oleh industri batik tersebut. Adanya limbah tersebut tentunya sangat mengancam kelestarian lingkungan serta makhluk hidup lainnya.

Adapun limbah utama yang dihasilkan oleh industri batik adalah limbah pewarna azo seperti congo red yang memberikan spektrum warna merah, metil jingga yang memberikan spektrum warna merah sampai jingga, dan napthol blue black yang memberikan spektrum warna biru gelap. Pewarna azo memiliki gugus fungsi senyawa azo (-N=N-) yang sensitif terhadap cahaya dan dapat dimanfaatkan sebagai material light harvester (pemanen cahaya) pada sel surya. Pada teknologi sel surya dengan pewarna tersensitasi (Dye Sensitized Solar Cell), material light harvester merupakan komponen yang sangat penting karena bertugas menangkap cahaya berupa foton dari sinar matahari untuk selanjutnya dikonversi menjadi energi listrik melalui mekanisme reaksi yang terjadi pada sel surya. Teknologi sel surya ini sangat potensial dikembangkan sebagai sumber energi terbarukan karena sinar matahari di Indonesia sangat melimpah dan tersedia sepanjang tahun.

Pada penelitian ini telah berhasil diteliti potensi limbah pewarna congo red untuk aplikasi light harvester pada sel surya. Pewarna congo red yang diaplikasikan sebagai light harvester mampu menghasilkan efisiensi sel surya sebesar 1,9%. Hal ini membuktikan bahwa gugus azo pada pewarna congo red dapat memanen cahaya matahari yang untuk selanjutnya dikonversi menjadi energi listrik. Pada penelitian ini juga telah dilakukan usaha fungsionalisasi senyawa congo red dengan beberapa ion logam untuk meningkatkan nilai efisiensi sel suryanya. Penggabungan ion logam besi Fe(II)-congo red terbukti dapat menghasilkan efisiensi sel surya sebesar 8,17%, Co(II)-congo red menghasilkan efisiensi sebesar 6,13% dan Ni(II)-congo red menghasilkan efisiensi sebesar 2,65%. Penelitian ini membuktikan bahwa limbah pewarna batik dapat dimanfaatkan sebagai komponen teknologi sel surya untuk menghasilkan energi terbarukan.

Penulis: Harsasi Setyawati, S.Si., M.Si

Grup riset Material Anorganik

Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Harsasi Setyawati, Handoko Darmokoesoemo, Irmina Kris Murwani, Ahmadi Jaya Permana, Faidur Rochman. “Functionalization of Congo red dye as a light harvester on solar cell”. Open Chem., 2020; 18: 287–294.

Link:  https://www.degruyter.com/view/journals/chem/18/1/article-p287.xml