Analisis Pengaruh Komposisi dan Temperatur Hidrotermal Terhadap Sifat Kapasitif Material NiO/rGO untuk Aplikasi Elektroda Superkapasitor Hibrida

Zainuddin, Muh. Syafri (2024) Analisis Pengaruh Komposisi dan Temperatur Hidrotermal Terhadap Sifat Kapasitif Material NiO/rGO untuk Aplikasi Elektroda Superkapasitor Hibrida. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6011222012-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Potensi cadangan nikel Indonesia diperkirakan mencapai lebih dari 21 juta ton menurut USGS pada tahun 2022. Oleh karena itu sumber daya ini perlu dimanfaatkan lebih lanjut salah satunya sebagai material energi yaitu superkapasitor. Dibandingkan dengan baterai, superkapasitor memiliki beberapa keunggulan, termasuk umur yang panjang, waktu pengisian yang singkat, dan kepadatan daya yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh komposisi dan temperatur hidrotermal terhadap sifat kapasitif material NiO/rGO untuk aplikasi elektroda superkapasitor hibdrida. Metode yang digunakan untuk sintesis material NiO adalah dengan metode sol-gel dan material rGO (reduce graphene oxide) dengan metode Hummer. Material NiO dan rGO dikomposisi dengan metode Hidrotermal dengan variasi temperatur 120oC, 160oC, dan 200oC. Karakterisasi dilakukan dengan XRD, SEM-EDX, FTIR, dan SAA-BET, serta pengujian elektrokimia menggunakan CV, EIS, dan GCD dengan elektrolit Na2SO4 1M. Penelitian ini menghasilkan kinerja kapasitansi spesifik terbaik sebesar 205.25 F g-1 (dengan Scan Rate 5 mV s-1), 195.75 F g-1 (dengan Kerapatan Arus 0.5A g-1), dan 49,33 F g-1 (dengan Frekuensi 0,01 Hz) pada komposit NiO/rGO 1:1 pada temperatur 120°C. Kerapatan energi yang dihasilkan sebesar 18.24 Wh Kg-1 dan rapat daya sebesar 105,61 W kg-1. Kinerja elektrokimia elektroda NiO/rGO meningkat seiring penambahan rGO, hal ini disebabkan peningkatan luas permukaan spesifik. Sementara itu kinerja superkapasitor menurun ketika kenaikan temperatur hidrotermal, ini terjadi karena penurunan konduktivitas listrik dan peningkatan impendansi pada elektroda. Elektroda NiO/rGO mempertahankan sekitar 96,45% kapasitansi spesifik awalnya setelah 1000 siklus. Material komposit NiO/rGO memiliki potensi tinggi untuk aplikasi superkapasitor karena kepadatan energi, daya yang tinggi, serta retensi yang stabil.
==================================================================================================================================
Indonesia's potential nickel reserves are estimated to reach more than 21 million tonnes according to the USGS in 2022. Therefore, this resource needs to be utilised further, one of which is as an energy material, a supercapacitor. Compared to batteries, supercapacitors have several advantages, including long life, short charging time, and high power density. This study aims to investigate the effect of composition and hydrothermal temperature on the capacitive properties of NiO/rGO materials for hybrid supercapacitor electrode applications. The method used for the synthesis of NiO material is by sol-gel method and rGO (reduced graphene oxide) material by Hummer method. NiO and rGO materials were composited by hydrothermal method with temperature variations of 120oC, 160oC, and 200oC. Characterisation was carried out by XRD, SEM-EDX, FTIR and SAA-BET, as well as electrochemical testing by CV, EIS and GCD using 1M Na2SO4 electrolyte. This research produced the best specific capacitance performance of 205.25 F g-1 (with Scan Rate of 5 mV s-1), 195.75 F g-1 (with Current Density of 0.5A g-1), and 49.33 F g-1 (with Frequency of 0.01 Hz) on NiO/rGO 1:1 composite obtained at 120°C. The resulting energy density was 18.24 Wh kg-1 and the power density was 105.61 W kg-1. The electrochemical performance of NiO/rGO electrodes increases with the addition of rGO due to the increase in specific surface area. Furthermore, the supercapacitor performance decreases with increasing hydrothermal temperature due to the decrease in electrical conductivity and the increase in electrode impendance. The NiO/rGO electrode retained about 96.45% of its initial specific capacitance after 1000 cycles. The NiO/rGO composite has high potential for supercapacitor applications due to its high energi, power density and stable retention.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Hidrotermal, Metode Hummer, NiO/rGO, Superkapasitor Hibrida, Hummer Method, Hybrid Supercapacitor, Hydrothermal
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA455.G65 Graphene T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ165 Energy storage. T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK1001 Production of electric energy or power T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7872.C65 Supercapacitors.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 27101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Muh. Syafri Zainuddin
Date Deposited:	16 Aug 2024 01:25
Last Modified:	16 Aug 2024 01:25
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/110378

Actions (login required)

View Item