Latar Belakang

Perkembangan teknologi modern dan meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap perangkat elektronik telah mendorong konsumsi baterai dalam skala yang semakin besar (Maisel et al., 2023). Baterai menjadi komponen penting dalam berbagai peralatan, mulai dari lampu, alat komunikasi, perangkat rumah tangga, jam dinding, hingga penyimpanan energi skala kecil (Liu et al., 2022). Permintaan baterai mencapai $74 milyar pada tahun 2010 dan diprediksikan akan meningkat menjadi $134 milyar, tahun 2030 (Curry, 2017). Selama ini, limbah batu baterai hanya dibuang begitu saja. Berdasarkan berita Liputan 6 (2019) banyak masyarakat yang tidak tahu bahaya batu baterai bekas. Baterai yang dikembangkan saat ini merupakan baterai lithium yang merupakan solid polimer baterai (SPB). Baterai tersebut mengandung logam merkuri yang berbahaya bagi lingkungan (Ekinci et al, 2014). Jika merkuri masuk ke tubuh manusia, maka akan menyebabkan gejala keracunan (Isaac, 2013).

Sebagian besar baterai komersial saat ini berbasis lithium karena memiliki densitas energi tinggi dan efisiensi yang relatif baik. Namun, di balik keunggulannya, baterai lithium juga memiliki risiko terjadinya thermal runaway, yaitu kondisi peningkatan suhu tak terkendali yang dapat memicu kebakaran bahkan ledakan (Wang et al., 2012). Insiden kebakaran akibat baterai lithium telah terjadi dan bahkan menimbulkan korban jiwa, sehingga aspek keselamatan perlu menjadi perhatian (Berita Info Nasional, 2025).

Di Indonesia, pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) masih menghadapi berbagai kendala, termasuk keterbatasan fasilitas pengolahan akhir dan rendahnya kesadaran masyarakat dalam memilah limbah baterai (Yurnalisdel, 2023).  Baterai yang sudah ada memiliki kekurangan yaitu mengandung bahan kimia merkuri (Qi, Jing, Shuai, Shunli, Bo & Hailang, 2017). Merkuri merupakan bahan kimia yang bisa menyebabkan kanker jika masuk dalam tubuh manusia (White, et al, 2019). Permasalahan ini menunjukkan bahwa inovasi baterai alternatif yang lebih aman dan ramah lingkungan menjadi kebutuhan mendesak, khususnya inovasi yang dapat dikembangkan berbasis sumber daya lokal agar lebih berkelanjutan.

Disisi lain, Sektor pertanian di Kabupaten Grobogan juga menghadapi permasalahan yang berlangsung secara berulang, yaitu serangan hama keong mas (Pomacea canaliculata). Berdasarkan Berita Suara Satu News (2025) Keong mas dikenal sebagai hama utama tanaman padi yang menyerang fase awal pertumbuhan dan dapat menurunkan hasil panen secara signifikan. Meskipun sudah ada upaya pengendalian selama ini umumnya dilakukan melalui pembasmian manual atau penggunaan bahan kimia, yang belum sepenuhnya efektif dan berpotensi menimbulkan dampak lingkungan. Selama ini limbah cangkang keong mas yang dihasilkan dari proses pembasmian sering kali tidak dimanfaatkan serta kurang bernilai ekonomi. Keong mas saat ini menjadi salah satu permasalahan bagi para petani, karena keong mas menjadi hama bagi hasil pertanian, khususnya padi. Keong mas merupakan salah satu hewan invertebrata pada filum Mollusca (hewan lunak). Cangkang berbentuk bulat mengerut, berwarna kuning keemasan, berdiameter 1,2- 1,9 cm (Putra, Wallah & Pandaleke, 2019). Hama keong mas merupakan gulma yang dapat merusak tanaman padi muda umur 7-10 hari setelah tanam. Padahal, padi merupakan sumber makanan pokok bagi masyarakat Indonesia. Misalnya yang telah terjadi di Kulonprogo. Keong mas menyerang tanaman padi yang masih muda sehingga terjadi penurunan hasil panen (Berita Harian Jogja. 2020). Produktivitas panen padi berkurang sebanyak 25% (Berita Harian Jogja, 2020). Hama keong mas di wilayah D.I. Yogyakarta perlu diwaspadai dan diantisipasi keberadaan hama tersebut karena berkembang biak dengan cepat, sehingga dapat menyebabkan kerugian yang semakin banyak (Dinas Pertanian DI Yogyakarta. 2015). Selain itu, selama ini keong mas tidak dimanfaatkan dan hanya dibuang ke sungai. Para petani lebih memilih keong mas untuk dibuang ke sungai daripada membasmi keong mas, karena jika keong mas mati cangkangnya dapat melukai para pekerja sawah jika terinjak.

Padahal, berbagai penelitian menunjukkan bahwa cangkang keong mas memiliki kandungan kalsium karbonat (CaCO?) can CaO yang tinggi dan dapat dimanfaatkan sebagai material bernilai tambah (Mukminin, 2019). Cangkang tersebut dapat diolah menjadi nano-kalsium karbonat melalui perlakuan hidrotermal (Rungpin et al., 2015) serta dimanfaatkan sebagai bahan biomaterial dalam berbagai aplikasi, termasuk rekayasa jaringan dan komposit (Herbanu et al., 2023). Selain itu, pemanfaatan limbah cangkang siput dinilai mendukung prinsip ekonomi sirkular dan pengurangan limbah berbasis biomaterial (Potortì et al., 2024). Cangkang keong mas juga telah diteliti sebagai biosorben untuk menyerap logam berat dari lingkungan (Mauriza et al., 2019), menunjukkan bahwa material ini memiliki sifat kimia yang ramah lingkungan.

Kabupaten Grobogan memiliki potensi sumber daya alam yang unik dan belum dimanfaatkan secara optimal dalam sektor energi, yaitu fenomena geologi Bledug Kuwu. Bledug Kuwu merupakan gunung lumpur yang secara periodik menyemburkan lumpur asin dan gas dari dalam bumi. Kajian geologi menunjukkan bahwa lumpur Bledug Kuwu mengandung berbagai mineral lempung serta elemen kimia yang memiliki nilai ekonomis dan potensi fungsional (Safitri et al., 2024). Penelitian geokimia lebih lanjut mengidentifikasi keberadaan unsur tanah jarang dan komposisi mineral yang kompleks pada sistem lumpur tersebut (Hapsoro, 2023). Lebih lanjut, studi terhadap air asin dan lumpur Bledug Kuwu menunjukkan adanya kandungan ion-ion aktif seperti natrium (Na?), kalium (K?), kalsium (Ca²?), dan magnesium (Mg²?) yang berperan penting dalam sistem elektrolit (Lalasari et al., 2024). Bahkan, beberapa penelitian telah berhasil melakukan proses lithium recovery melalui metode water leaching dan presipitasi dari sistem lumpur Bledug Kuwu (Rohmah et al., 2018; Sulistiyono et al., 2018). Temuan ini menunjukkan bahwa Bledug Kuwu memiliki potensi sebagai sumber bahan baku yang relevan dalam pengembangan teknologi baterai. Potensi tersebut juga telah mendapat perhatian media sebagai salah satu sumber “harta karun” mineral strategis di Grobogan (CNBC Indonesia, 2024; Berita Teropong Jateng, 2025). Namun demikian, hingga saat ini pemanfaatan Bledug Kuwu masih terbatas pada tahap karakterisasi ilmiah dan eksplorasi kandungan mineral. Implementasi dalam bentuk produk inovatif yang aplikatif di tingkat masyarakat belum berkembang secara nyata. Padahal, pendekatan hilirisasi sumber daya lokal menjadi produk energi alternatif dapat meningkatkan nilai tambah daerah sekaligus memperkuat kemandirian energi skala mikro.

Dari perspektif elektrokimia, Kinerja baterai sangat dipengaruhi oleh komposisi material aktif, struktur elektroda, serta karakteristik elektrolit yang digunakan. Pemodelan sistem baterai menunjukkan bahwa karakteristik arus dan tegangan sangat bergantung pada sifat material penyusunnya (Chen & Rincón-Mora, 2006; Lu et al., 2019). Pengembangan material elektrolit berbasis polimer dan biopolimer juga telah dilakukan untuk meningkatkan keamanan dan fleksibilitas baterai (Majid & Arof, 2005; Murata, et al., 2000). Hal ini membuka peluang eksplorasi material alternatif berbasis sumber daya alam lokal yang memiliki kandungan ion aktif maupun struktur pendukung yang sesuai (Yin et al., 2014). Dengan mempertimbangkan kandungan ion mineral pada lumpur Bledug Kuwu serta kandungan kalsium karbonat pada cangkang keong mas, terdapat peluang untuk mengintegrasikan keduanya dalam suatu sistem sel elektrokimia alternatif. Lumpur Bledug Kuwu berpotensi berperan sebagai sumber elektrolit alami berbasis mineral, sedangkan cangkang keong mas dapat dimanfaatkan sebagai material pendukung struktur sel atau matriks padat yang membantu stabilitas sistem. Integrasi kedua sumber daya lokal tersebut tidak hanya memiliki dasar ilmiah yang rasional, tetapi juga memberikan nilai tambah pada sumber daya yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal.

Hingga saat ini, penelitian terkait Bledug Kuwu masih berfokus pada karakterisasi geokimia dan ekstraksi mineral, sementara penelitian terkait cangkang keong mas lebih banyak diarahkan pada aplikasi biomaterial, adsorben, atau komposit. Belum ditemukan inovasi yang secara spesifik mengombinasikan potensi geologi Bledug Kuwu dan limbah cangkang keong mas dalam satu sistem baterai ramah lingkungan berbasis sumber daya lokal Grobogan. Kesenjangan inilah yang menjadi dasar penting pengembangan inovasi baru yang bersifat integratif. Berdasarkan kondisi tersebut, dikembangkanlah Golden Kuwu Cell, sebuah inovasi baterai alternatif yang memanfaatkan lumpur Bledug Kuwu sebagai sumber mineral elektrolit dan cangkang keong mas sebagai material pendukung struktur sel. Inovasi ini dirancang sebagai solusi energi skala mikro yang lebih aman, berbasis sumber daya lokal, serta berpotensi mendukung pengurangan limbah pertanian dan optimalisasi potensi geologi daerah. Dengan pendekatan ini, Golden Kuwu Cell tidak hanya berfungsi sebagai produk energi alternatif, tetapi juga sebagai model inovasi daerah yang mengintegrasikan potensi geologi dan pertanian dalam kerangka pembangunan berkelanjutan.

1. Keunggulan Inovasi

Pada bagian ini akan dijelaskan Keunggulan Golden Kuwu Cell Bio Baterai Dibandingkan Batu Baterai Konvensional. Setiap inovasi tentu memiliki keterbatasan, namun Golden Kuwu Cell hadir dengan sejumlah keunggulan strategis yang membedakannya dari baterai konvensional, khususnya baterai berbasis lithium. Keunggulan tersebut tidak hanya terletak pada aspek teknis, tetapi juga pada dimensi ekonomi, lingkungan, sosial, serta potensi pengembangan daerah.

1. Biaya produksi Golden Kuwu Cell lebih murah dibandingkan baterai lithium yang beredar di pasaran. Baterai lithium memerlukan bahan baku dengan proses ekstraksi dan pemurnian kompleks, serta teknologi manufaktur yang relatif mahal (Liu et al., 2022). Selain itu, perkembangan permintaan global terhadap baterai lithium menyebabkan kenaikan kebutuhan bahan baku dan fluktuasi harga pasar (Jian Wang et al., 2011). Sebaliknya, Golden Kuwu Cell memanfaatkan lumpur Bledug Kuwu dan cangkang keong mas yang tersedia secara lokal dan belum memiliki nilai ekonomi tinggi. Dengan demikian, biaya bahan baku dapat ditekan secara signifikan.
2. Voltase Golden Kuwu Cell hampir sama dengan baterai konvensional di pasaran. Voltase Golden Kuwu Cell sekitar 1,48 Volt sedangkan baterai konvensional yaitu berkisar 1,6 Volt. Performa jika diaplikasikan dalam perangkat elektronik yang dihasilkan juga hamper sama.
3. Golden Kuwu Cell menggunakan bahan baku yang murah dan belum banyak dimanfaatkan. Keunggulan utama Golden Kuwu Cell terletak pada pemanfaatan sumber daya alam lokal yang melimpah dan belum termanfaatkan optimal. Produk tidak hanya memanfaatkan baterai bekas yang selama ini dibuang begitu saja. cangkang keong mas (Pomacea canaliculata) merupakan hama pertanian. Tingginya populasi ini justru menjadi potensi bahan baku berkelanjutan bagi Golden Kuwu Cell. Rata-rata satu sel baterai hanya membutuhkan sekitar 3,3 gram elektrolit, sehingga secara kuantitatif bahan baku sangat mencukupi untuk produksi skala lebih besar.
4. Golden Kuwu Cell memberikan nilai tambah ekonomi dan solusi lingkungan secara simultan. Pemanfaatan lumpur Bledug Kuwu dan cangkang keong mas dapat meningkatkan nilai jual limbah dan mengurangi dampak hama pertanian. Selain itu, limbah baterai konvensional diketahui mengandung logam berat seperti merkuri, kadmium, dan timbal yang berpotensi mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik (Recknagel, Radant, & Kohlmeyer, 2014). Risiko kebakaran dan ledakan pada baterai lithium akibat thermal runaway juga telah dilaporkan dalam berbagai studi (Wang et al., 2012). Dengan pendekatan berbasis material alam, Golden Kuwu Cell memiliki risiko pencemaran yang lebih rendah dan berpotensi mengurangi beban limbah B3 di masa mendatang.
5. Golden Kuwu Cell aplikatif dalam kehidupan sehari-hari. Baterai ramah lingkungan ini dirancang untuk kebutuhan energi skala mikro seperti jam dinding, remote TV, kalkulator, atau perangkat elektronik sederhana lainnya. Tegangan yang dihasilkan per sel berada pada kisaran yang hampir setara dengan baterai konvensional ukuran kecil, sehingga secara fungsional dapat menggantikan baterai sekali pakai untuk beban ringan. Hal ini menjadikan Golden Kuwu Cell aplikatif dan aman digunakan oleh berbagai kalangan, termasuk mahasiswa, rumah tangga, maupun masyarakat umum.
6. Golden Kuwu Cell lebih ramah lingkungan dibandingkan baterai konvensional. Pengembangan elektrolit polimer berbasis biopolimer telah banyak diteliti karena sifatnya yang biodegradable dan lebih aman dibandingkan elektrolit sintetis (Osman, Ibrahim, & Arof, 2001; Subban & Arof, 1996). Penggunaan bahan berbasis biomassa dalam sistem baterai membuka peluang terciptanya produk yang lebih mudah terurai secara alami dan mengurangi akumulasi limbah berbahaya.