Inovasi Pengelolaan Limbah Bulu Ayam Sebagai Bahan Baku Baterai

Bulu ayam yang sudah dicuci bersih dan hasil karbonisasi limbah bulu ayam (dokumentasi pribadi)

Limbah bulu ayam sering dianggap sebagai produk sampingan yang tidak bernilai dalam industri unggas. Namun, seiring dengan peningkatan kesadaran akan kebutuhan energi terbarukan, limbah ini berpotensi menjadi sumber daya yang menjanjikan. Salah satu inovasi menarik dalam pemanfaatan limbah bulu ayam yaitu sebagai bahan dasar dalam pembuatan baterai ion-litium yang menawarkan sebuah solusi dari dua permasalahan: pengelolaan limbah dan penyediaan sumber energi terbarukan.

Limbah Bulu Ayam

Menurut Direktorat Jenderal Peternakan dan Kesehatan Hewan, Kementan, produksi daging Ayam Ras Pedaging Indonesia pada tahun 2023 hampir mencapai 4 juta ton (bps.go.id). Mengingat bahwa bulu ayam mengisi sekitar 5-7% dari berat ayam, maka dapat diperkirakan jumlah limbah bulu ayam pada tahun 2023 mencapai 280 ribu ton. Limbah ini sering kali dibuang begitu saja atau dibakar sehingga dapat menghasilkan emisi karbon dioksida yang tinggi dan gas beracun seperti sulfur dioksida (Madathil et al. 2020).

Keratin: Harta Terpendam Sibulu Ayam

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa bulu ayam memiliki kandungan keratin yang tinggi (Gupta dkk., 2020). Berdasarkan hasil riset, bulu ayam memiliki sekitar 90% keratin (Isarankura dkk., 2015). Keratin merupakan protein fibrosa yang kuat dan tahan lama sehingga memiliki banyak aplikasi potensial. Keratin dari bulu ayam memiliki sifat yang sangat baik, termasuk kekuatan mekanik yang tinggi dan ketahanan terhadap degradasi, yang membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi industri. Sementara itu, karbon aktif dyang dihasilkan dari keratin bulu ayam ini memiliki sifat yang sangat baik (kapasitansi tinggi, konduktivitas listrik yang baik, dan stabilitas elektroda yang memadai), menjadikannya ideal untuk digunakan sebagai bahan elektroda dalam baterai ion-litium (Hastuti dkk., 2021; Gao dkk., 2014). Baterai yang menggunakan elektroda dari bulu ayam menunjukkan kinerja yang kompetitif dibandingkan dengan baterai konvensional berbasis karbon (Hastuti dkk., 2021). Dengan mengubah limbah ini menjadi sumber energi terbarukan, kita dapat mengurangi dampak lingkungan sekaligus meningkatkan keberlanjutan industri energi.

Bulu Ayam Menjadi Material Karbon Untuk Elektroda Baterai

Material karbon berbasis limbah bulu ayam dapat diperoleh dengan melakukan beberapa proses, yaitu:

1. Proses Pembersihan: Bulu ayam dikumpulkan dari tempat pemotongan ayam dan selanjutnya dicuci dengan deterjen, dan dibilas berkali-kali dengan air bersih untuk menghilangkan kotoran dan lemak yang menempel.

2. Proses Kimia: Bulu ayam yang sudah bersih selanjutnya diolah dengan menambahkan bahan kimia tertentu untuk memperoleh keratin.

3. Proses Karbonisasi: Keratin selanjutnya dipanaskan pada suhu tinggi menggunakan furnace untuk mengubahnya menjadi karbon aktif.

4. Proses Aktivasi: Karbon yang dihasilkan kemudian diaktivasi dengan menggunakan gas atau bahan kimia sehingga porositas dan area permukaan meningkat. Proses ini sangat penting untuk meningkatkan kinerja elektroda baterai.

Keunggulan dan Potensi Masa Depan

Penggunaan karbon aktif dari bulu ayam untuk baterai ion-litium memiliki beberapa keunggulan utama:

 Keberlanjutan: Mengurangi limbah dan emisi gas rumah kaca dengan memanfaatkan bahan yang sebelumnya dibuah dan dibakar. Selain itu, proses ini dapat diintegrasikan dengan industri unggas yang ada, menciptakan nilai tambah dan peluang ekonomi baru.

 Efisiensi Energi: Karbon aktif dari bulu ayam menunjukkan performa yang baik dalam aplikasi baterai, karena memiliki kapasitansi yang tinggi dan konduktivitas listrik yang baik.

 Ketersediaan: Sebagai limbah yang melimpah, bulu ayam dapat menjadi sumber bahan baku tak terbatas dengan harga yang sangat murah.

 Manfaat lingkungan: Dengan memanfaatkan limbah bulu ayam, kita tidak hanya mengurangi volume limbah yang masuk ke tempat pembuangan akhir, tetapi juga mengurangi kebergantungan pada bahan baku berbasis fosil untuk produksi karbon aktif.

Tantangan dan Solusi

Meskipun potensi ini sangat menjanjikan, terdapat beberapa tantangan yang perlu diatasi. Proses ekstraksi dan aktivasi memerlukan teknologi yang canggih dan biaya yang tidak murah. Selain itu, pengembangan pasar untuk produk berbasis limbah ini masih memerlukan riset lebih lanjut serta dukungan kebijakan dan kesadaran publik yang lebih luas.

Kesimpulan

Pemanfaatan limbah bulu ayam sebagai bahan baku baterai menawarkan solusi inovatif untuk dua masalah besar: pengelolaan limbah dan kebutuhan akan energi terbarukan. Dengan teknologi yang tepat, limbah yang awalnya dianggap sebagai beban lingkungan dapat diubah menjadi sumber daya berharga yang mendukung keberlanjutan industri energi dan membantu mengurangi jejak karbon. Inovasi ini menunjukkan bahwa solusi masa depan dapat ditemukan dalam bahan-bahan yang selama ini dianggap tidak berharga.

Referensi

Gao, Lei, Ran Li, Xuelin Sui, Ren Li, Changle Chen, and Qianwang Chen. 2014. “Conversion of Chicken Feather Waste to N-Doped Carbon Nanotubes for the Catalytic Reduction of 4-Nitrophenol.” Environmental Science & Technology 48 (17): 10191–97. https://doi.org/10.1021/es5021839.

Gupta, A., B.Y. Alashwal, Md. S. Bala, and N. Ramakrishnan. 2020. “Keratin-Based Bioplastic from Chicken Feathers.” In Industrial Applications of Biopolymers and Their Environmental Impact, edited by Abdullah Al-Mamun and Jonathan Y. Chen, 1st ed., 292–304. Boca Raton : CRC Press ; Taylor & Francis Group, [2020] | “A Science Publishers book.”: CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781315154190-13.

Hastuti, Erna, Achmad Subhan, and Almas Auwala. 2021. “Performance of Carbon Based on Chicken Feather with KOH Activation as an Anode for Li-Ion Batteries.” Materials Today: Proceedings 44:3183–87. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.11.429.

Hastuti, Erna, Achmad Subhan, and Devi Puspitasari. 2021. “Synthesis of Activated Carbon Derived from Chicken Feather for Li-Ion Batteries through Chemical and Physical Activation Process.” Materials for Renewable and Sustainable Energy 10 (3): 13. https://doi.org/10.1007/s40243-021-00198-6.

Isarankura Na Ayutthaya, Siriorn, Supachok Tanpichai, and Jatuphorn Wootthikanokkhan. 2015. “Keratin Extracted from Chicken Feather Waste: Extraction, Preparation, and Structural Characterization of the Keratin and Keratin/Biopolymer Films and Electrospuns.” Journal of Polymers and the Environment 23 (4): 506–16. https://doi.org/10.1007/s10924-015-0725-8.

Madathil, Akhil Punneri, Siddarth Krishnaraja Achar, Vinutha Moses, Ujwal Shreenag Meda, N Chetan, C Vidya, Lourdu Antony Raj, and Manjula Sarode. 2020. “Use of Keratin Present in Chicken Feather as a Hydrogen Storage Material: A Review.” International Journal of Engineering Materials and Manufacture 5 (4): 148–55. https://doi.org/10.26776/ijemm.05.04.2020.04.