Evaluasi Kinerja Prototipe Superkapasitor Hibrida Berbasis Komposit MnO2/rGO

Hidayatulloh, Muhammad Alvan (2024) Evaluasi Kinerja Prototipe Superkapasitor Hibrida Berbasis Komposit MnO2/rGO. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5001201096-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Peningkatan pesat dalam teknologi telah meningkatkan permintaan akan sumber daya energi yang efisien dan ramah lingkungan. Salah satu solusi yang tengah dikembangkan untuk mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil adalah energi baru terbarukan (EBT). Superkapasitor menjadi fokus utama karena memiliki kemampuan untuk menyimpan energi dengan kecepatan pengisian yang tinggi, umur pakai yang panjang, dan output yang besar tanpa pengurangan performa yang signifikan. Superkapasitor hibrida yang menggabungkan keunggulan superkapasitor elektrokimia (EDLC) dan baterai konvensional memiliki potensi sebagai perangkat penyimpanan energi yang efisien. Dalam penelitian ini akan dilakukan evaluasi kinerja elektroda superkapasitor hibrida berbasis komposit MnO2/rGO. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode pembuatan superkapasitor berbasis komposit MnO2/rGO dan mengevaluasi kinerja elektroda superkapasitor yang dirancang. rGO disintesis dari biomassa sabut kelapa melalui metode pirolisis tunggal, sedangkan MnO2 dan komposit MnO2/rGO disiapkan dengan metode hidrotermal. Karakterisasi yang digunakan pada rGO meliputi XRD, FTIR, SEM-EDX, Raman Spectroscopy, XPS dan uji elektrokimia berupa GCD. Hasil XRD menunjukkan adanya puncak sekunder NaCl dan struktur amorf rGO dengan derajat kekristalan rendah. Analisis XPS dan EDX mengungkapkan komposisi karbon dominan dengan sedikit oksigen. FTIR dan XPS mengkonfirmasi keberadaan gugus fungsi karbon. Analisis SEM menggambarkan struktur lapisan bertumpuk, sementara Raman mengindikasikan ketidakteraturan struktur dan lapisan multilayer. MnO2 yang dihasikan memiliki fasa δ-MnO2 dengan struktur lamelar stabil. Hasil pengujian GCD menunjukkan kapasitansi tertinggi pada komposit MnO2/rGO 3:3 (288,4 F/g) saat densitas arus 2,5 A/g, menandakan keseimbangan optimal antara kapasitas muatan dan konduktivitas listrik.
========================================================================================================================
Rapid advancements in technology have increased the demand for efficient and environmentally friendly energy resources. One solution being developed to reduce dependence on fossil fuels is renewable energy. Supercapacitors have become a major focus due to their ability to store energy with rapid charging capabilities, long lifespan, and high output without significant performance degradation. Hybrid supercapacitors, combining the advantages of electrochemical supercapacitors (EDLC) and conventional batteries, have the potential to be efficient energy storage devices. This study evaluates the performance of a hybrid supercapacitor electrode based on MnO2/rGO composites. The research aims to develop an effective method for fabricating MnO2/rGO composite-based supercapacitors and to evaluate the performance of the designed electrode. rGO is synthesized from biomass of coconut coir via a single-step pyrolysis, while MnO2 and MnO2/rGO composites are prepared using the hydrothermal method. Characterization of rGO includes XRD, FTIR, SEM-EDX, Raman spectroscopy, XPS, and electrochemical testing of GCD. XRD results show secondary peaks of NaCl and an amorphous structure of rGO with low crystallinity. XPS and EDX analyses reveal a dominant carbon composition with remaining oxygen element. FTIR and XPS confirm the presence of carbon functional groups. SEM depicts a layered structure, while Raman spectroscopy indicates structural irregularities and multilayer formation. The obtained MnO2 has a δ-MnO2 phase with a stable lamellar structure. GCD testing results show the highest capacitance in the MnO2/rGO composite at a 3:3 ratio (288.4 F/g at 2.5 A/g), indicating an optimal balance between charge capacity and electrical conductivity.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	MnO2, rGO, Superkapasitor Hibrida, Komposit, MnO2, rGO, Hybrid Supercapacitor, Composite
Subjects:	Q Science > QC Physics Q Science > QC Physics > QC173.4.C63 Composite materials
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Alvan Hidayatulloh
Date Deposited:	02 Aug 2024 06:17
Last Modified:	02 Aug 2024 06:17
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/109324

Actions (login required)

View Item