Galuh Sukmarani Kembangkan MXene untuk Anode Baterai Litium

Pengembangan anode baterai ion litium menjadi salah satu fokus penelitian Galuh Sukmarani, lulusan Magister Teknologi Nano Institut Teknologi Bandung (ITB). Melalui metode sintesis MXene yang lebih sederhana dan ramah lingkungan, ia mengeksplorasi material alternatif yang berpotensi mendukung kemajuan teknologi baterai, sebagaimana dilansir dari Detikcom. Penelitian tersebut mengantarkan Galuh meraih predikat lulusan terbaik sekaligus publikasi terbaik program magister pada Wisuda ITB Agustus 2026.

Ia juga menyelesaikan pendidikan dengan IPK 3,98 dan predikat summa cum laude. MXene dikaji sebagai kandidat pengganti grafit pada bagian anode baterai. Dalam penelitian ini, Galuh mengembangkan proses sintesis yang berbeda dari pendekatan konvensional yang memanfaatkan asam fluorida (HF), bahan beracun yang memerlukan penanganan khusus.

Setelah disintesis, material tersebut direkayasa menjadi struktur berpori. Pendekatan ini digunakan untuk mempelajari karakteristik MXene dan potensinya dalam aplikasi baterai ion litium.

Pengembangan material tersebut berpeluang mendukung teknologi penyimpanan energi, termasuk baterai kendaraan listrik. Namun, pemanfaatannya pada skala industri masih memerlukan penelitian lanjutan untuk menilai performa, keamanan, dan kelayakan proses produksinya. Ketertarikan Galuh terhadap material berukuran nano tumbuh ketika ia menempuh pendidikan Sarjana Kimia di ITB. Pada masa itu, ia melakukan penelitian mengenai nanoselulosa yang kemudian mendorongnya memperdalam bidang teknologi nano melalui pendidikan magister.

"Dari situ saya tertarik untuk mempelajari lebih lanjut terkait material nano sehingga saya melanjutkan studi ke teknologi nano," katanya.

Perjalanan penelitian dan tantangan eksperimen

Gagasan penelitian tesis Galuh berawal dari riset yang telah mendapatkan pendanaan melalui dosen pembimbingnya, Pipit Fitriani, SSi, PhD. Setelah berdiskusi, penelitian tersebut diarahkan untuk mengkaji kemungkinan penggunaan MXene sebagai anode baterai ion litium. Eksperimen dimulai pada Agustus 2024 dan berjalan selama sekitar satu setengah tahun.

Hasil penelitian kemudian diterbitkan dalam jurnal FlatChem pada Mei 2026 dengan judul Facile synthesis of hierarchically engineered MXene with tailored porosity and surface terminations for stable anode Li-ion battery applications. Selama proses tersebut, Galuh menghadapi persoalan oksidasi pada material awal. Naskah penelitiannya juga sempat ditolak oleh jurnal lain, sementara sejumlah eksperimen belum menghasilkan data sesuai harapan selama hampir satu semester.

Rangkaian kendala itu membuatnya mengalami burnout hingga menghentikan kegiatan laboratorium selama sekitar dua pekan. Dengan dukungan dosen pembimbing, ia kembali melanjutkan penelitian sambil mengevaluasi metode eksperimen yang digunakan.

Kolaborasi karakterisasi material di Jepang

Untuk memahami sifat material yang dihasilkan, Galuh menjalani kolaborasi selama satu minggu dengan National Institute for Materials Science (NIMS) di Jepang. Kegiatan tersebut berfokus pada karakterisasi menggunakan instrumen X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) dan Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES). Kedua teknik itu digunakan untuk mempelajari komposisi kimia serta karakteristik permukaan material.

Informasi tersebut membantu peneliti mengevaluasi sifat MXene yang terbentuk melalui proses sintesis. Pengalaman ini menjadi bagian dari proses penelitian yang dijalani Galuh selama menempuh pendidikan magister. Selain mengerjakan eksperimen, ia harus menyeimbangkan kegiatan penelitian dengan perkuliahan.

Sifat multidisiplin Program Magister Teknologi Nano ITB juga menuntutnya mempelajari bidang di luar dasar keilmuannya, termasuk teknik metalurgi. Tantangan tersebut memperluas cakupan pengetahuan yang diperlukan untuk mengembangkan material nano.

Dampak penelitian menjadi ukuran keberhasilan

Meski memperoleh IPK 3,98 dengan predikat summa cum laude, Galuh memandang pencapaian akademik bukan satu-satunya tolok ukur keberhasilan pendidikan magister. Menurutnya, penelitian dan manfaat yang dihasilkan memiliki peran penting dalam proses pembelajaran di jenjang tersebut.

"Selain IPK, banyak hal lain yang lebih penting, terutama karena S2 itu fokusnya tidak hanya belajar di kelas, tetapi penelitian. Ketika penelitian kita berhasil atau impactful, itu menurut saya lebih meaningful daripada IPK," tuturnya.

Pandangan tersebut sejalan dengan perjalanan risetnya yang memerlukan waktu, evaluasi, dan penyesuaian pendekatan. Ketika eksperimen belum memberikan hasil yang diinginkan, Galuh mengambil jeda sebelum kembali bekerja bersama dosen pembimbing untuk meninjau metode penelitian.

Peluang pengembangan MXene dengan material nikel

Penelitian MXene masih membuka ruang untuk pengembangan berikutnya, termasuk kemungkinan menggabungkannya dengan material berbasis nikel. Menurut Galuh, pendekatan tersebut dapat dieksplorasi untuk meningkatkan performa anode baterai. Potensi itu juga berkaitan dengan sumber daya nikel yang dimiliki Indonesia. Meski demikian, keberadaan nikel tidak otomatis menghasilkan baterai dengan kinerja lebih baik karena pengaruh komposisi, struktur, metode sintesis, dan hasil pengujian elektrokimia tetap harus diperiksa.

Karakteristik MXene yang dapat direkayasa sesuai kebutuhan aplikasi menjadikannya menarik untuk penelitian material baterai. Struktur dan sifat permukaannya merupakan aspek penting dalam memahami peran material tersebut pada proses penyimpanan serta perpindahan ion. Galuh berharap penelitian yang telah dilakukannya dapat dikembangkan lebih jauh sehingga berkontribusi terhadap kemajuan teknologi baterai di Indonesia.