Para peneliti telah menemukan cara yang sangat efektif untuk mengubah kulit kacang yang dibuang menjadi graphene berkualitas tinggi, bahan yang dipuji sebagai “zat ajaib” karena kekuatan, ringan, dan konduktivitas listriknya yang luar biasa. Terobosan ini secara signifikan dapat menurunkan biaya dan dampak lingkungan dari produksi graphene, sehingga berpotensi mempercepat penggunaannya dalam berbagai teknologi mulai dari elektronik konsumen hingga penyimpanan energi.
Masalah Grafena
Graphene, lembaran atom karbon satu lapis yang disusun dalam kisi sarang lebah, memiliki sifat luar biasa yang membuatnya ideal untuk aplikasi tingkat lanjut. Namun, metode manufaktur saat ini mahal dan boros energi, sehingga menghambat penerapannya secara luas. Menemukan alternatif yang lebih murah dan berkelanjutan sangat penting untuk membuka potensi penuh graphene.
Dari Limbah Menjadi Bahan Ajaib
Sebuah tim di Universitas New South Wales (UNSW) di Australia telah menunjukkan bahwa kulit kacang tanah—produk sampingan pertanian dalam jumlah besar dengan lebih dari 10 juta ton dihasilkan setiap tahunnya—mengandung banyak lignin kaya karbon yang dapat diubah menjadi bahan mirip grafena. Kuncinya adalah proses pemanasan cepat yang disebut flash jouleheating (FJH). Teknik ini menggunakan pulsa listrik yang singkat dan kuat untuk mencapai suhu melebihi 3.000°C dalam hitungan milidetik, mengubah struktur atom karbon menjadi struktur grafit.
Mengoptimalkan Proses
Para peneliti menemukan bahwa menerapkan FJH saja tidak cukup. Kualitas graphene akhir sangat bergantung pada bagaimana kulit kacang diolah terlebih dahulu. Mereka menemukan bahwa proses pemanasan bertahap—pertama pada suhu 500°C untuk menghilangkan kotoran, diikuti dengan tahap suhu yang lebih tinggi—menghasilkan arang kaya karbon yang ideal untuk konversi. Hal ini memastikan cacat minimal pada graphene yang dihasilkan, memaksimalkan sifat konduktifnya.
“Apa yang kami tunjukkan dalam penelitian ini adalah bahwa kulit kacang tanah dapat diubah menjadi graphene berkualitas tinggi, dengan menggunakan energi yang jauh lebih rendah daripada yang dibutuhkan saat ini dan oleh karena itu dengan biaya yang lebih rendah,” jelas insinyur mekanik UNSW, Guan Yeoh. “Kami juga tidak perlu menggunakan bahan kimia apa pun, sehingga ada manfaat tambahan bagi lingkungan.”
Peningkatan dan Potensi Masa Depan
Meskipun proses saat ini menghasilkan graphene berkualitas tinggi dengan beberapa lapisan bertumpuk, komersialisasinya masih tiga hingga empat tahun lagi. Tim tersebut sudah menjajaki apakah metode serupa dapat diterapkan pada bahan sampah organik lainnya, seperti ampas kopi atau kulit pisang. Implikasinya sangat signifikan: dengan mengubah limbah pertanian menjadi sumber daya yang berharga, pendekatan ini mengatasi kelestarian lingkungan dan kelangkaan material.
Penelitian ini menggarisbawahi potensi biomassa yang belum dimanfaatkan sebagai sumber bahan maju. Jika berhasil, hal ini dapat mengubah pengelolaan limbah sekaligus mendorong inovasi di berbagai industri.
