Peneliti Universitas Negeri Malang (UM) mengembangkan inovasi pemanfaatan limbah tempurung kelapa menjadi material nanokarbon yang berpotensi mendukung peningkatan kinerja teknologi sel surya. Penelitian yang dilaksanakan pada 15 September 2025 sampai dengan 20 Juli 2026 ini dipimpin oleh Dr. Herlin Pujiarti, M.Si., Kepala Pusat Etik Ilmiah (PEI) Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (LPPM) UM, sebagai host, dengan melibatkan Dr. Waode Sukmawati Arsyad, M.Si., dari Universitas Halu Oleo (UHO) dan Dr. Eng. Evi Suaebah, M.Si., M.Sc., dari Universitas Negeri Surabaya (UNESA) sebagai mitra kolaborasi.
Penelitian tersebut berfokus pada pengolahan biomassa yang belum dimanfaatkan secara optimal menjadi Carbon Quantum Dots (CQDs), yakni material berbasis karbon berukuran nano yang memiliki karakteristik optik dan elektronik yang menarik untuk berbagai aplikasi teknologi. Melalui metode sintesis, seperti proses hidrotermal, tempurung kelapa berpotensi diolah menjadi material bernilai tambah yang dapat dimanfaatkan dalam pengembangan energi terbarukan.
Mengolah Limbah Biomassa Menjadi Material Fungsional
Tempurung kelapa merupakan salah satu jenis limbah biomassa yang berpotensi dikembangkan sebagai bahan baku material fungsional. Pemanfaatannya untuk menghasilkan CQDs membuka peluang pengolahan limbah menjadi produk bernilai tambah sekaligus mendukung pengembangan material berbasis sumber daya alam.
CQDs memiliki karakteristik yang memungkinkan penerapannya dalam berbagai sistem optoelektronik, termasuk Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) atau sel surya tersensitisasi zat warna. Dalam teknologi ini, fotoanoda menjadi salah satu komponen penting karena berperan dalam mendukung penyerapan cahaya dan proses pembentukan serta perpindahan elektron.
Material semikonduktor seperti titanium dioksida (TiO?) lazim digunakan sebagai bahan fotoanoda. Namun, kemampuan penyerapan cahaya dan proses perpindahan elektron pada material tersebut masih menghadapi sejumlah keterbatasan. Penggunaan CQDs sebagai material pendukung pada fotoanoda berpotensi membantu mengatasi sebagian kendala tersebut.
Potensi CQDs untuk Meningkatkan Kinerja Sel Surya
Penambahan CQDs pada fotoanoda DSSC berpotensi memperkuat pemanfaatan energi cahaya melalui mekanisme sensitasi, memperluas respons penyerapan cahaya ke wilayah spektrum tampak (visible), serta mendukung transfer elektron. Karakteristik tersebut menjadikan CQDs sebagai salah satu material yang menarik untuk diteliti dalam upaya mengoptimalkan konversi energi cahaya menjadi energi listrik.
Meski demikian, potensi tersebut masih memerlukan pengujian dan pengembangan lebih lanjut untuk memastikan efektivitasnya dalam sistem DSSC. Stabilitas material, konsistensi kinerja, dan efisiensi dalam penggunaan jangka panjang menjadi aspek penting yang perlu diperhatikan agar teknologi ini dapat dikembangkan lebih jauh.
Kolaborasi Riset untuk Mendukung Energi Berkelanjutan
Pemanfaatan tempurung kelapa sebagai bahan baku CQDs juga memiliki relevansi dengan potensi sumber daya alam Indonesia. Ketersediaan biomassa dari sektor kelapa membuka peluang untuk mengembangkan material inovatif yang tidak hanya berorientasi pada teknologi energi, tetapi juga pada peningkatan nilai guna limbah.
Ke depan, pengembangan CQDs berbasis biomassa untuk aplikasi sel surya memerlukan penelitian lanjutan guna meningkatkan stabilitas dan efisiensi teknologi DSSC. Kolaborasi antara perguruan tinggi, sektor industri, dan pemerintah juga penting untuk memperkuat pengembangan teknologi, membuka peluang penerapan, serta mendorong proses hilirisasi hasil penelitian.
Melalui kolaborasi antara UM, UHO, dan UNESA, penelitian ini menjadi bagian dari upaya pengembangan material berbasis sumber daya alam yang berpotensi mendukung inovasi energi terbarukan. Pengolahan limbah biomassa menjadi material fungsional diharapkan dapat membuka peluang pemanfaatan sumber daya yang lebih optimal sekaligus memperkuat kontribusi riset perguruan tinggi terhadap pengembangan teknologi berkelanjutan.
