Review Pengaruh Penambahan Doping Boron , Fosfor , Nitrogen Dan Sulfur Terhadap Kapasitansi Porous Carbon Untuk Elektroda Superkapasitor

Pratama, Surya (2022) Review Pengaruh Penambahan Doping Boron , Fosfor , Nitrogen Dan Sulfur Terhadap Kapasitansi Porous Carbon Untuk Elektroda Superkapasitor. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511640000071-Undergraduate_Thesis.pdf Download (3MB)

Abstract

Kebutuhan akan material penyimpanan energi terus meningkat dan diperkirakan akan terjadi peningkatan hingga 17 kali lipat pada 2030. Material karbon berpori banyak digunakan untuk membuat elektroda superkapasitor sebagai salah satu media penyimpanan energi masa depan. Akan tetapi, material karbon berpori memiliki kekurangan, salah satunya nilai kapasitansi yang rendah. Oleh karenanya perlu ditambahkan doping. Dalam review kali ini doping yang di review adalah boron , fosfor , nitrogen dan sulfur. Dari hasil analisa di ketahui bahwa doping heteroatom boron , fosfor , dan sulfur menyebabkan defect pada material porous carbon dikarenakan ukuran atomnya yang lebih besar dari carbon, defect ini dapat menjadi lokasi tumbuhnya mikropori dan mesopori. Peningkatan mikropori dan mesopori ini akan meningkatkan kapasitansi .Nitrogen meningkatkan konduktivitas dan mempercepat proses transfer ion .Temperatur dan aktivator memiliki pengaruh pada luas permukaan dimana bila Jumlah aktivator atau temperature terlalu tinggi ( >850oC ) maka pori dapat mengalami peluruhan yang mengakibatkan turunya kapasitansi. Dari hasil pengujian CV doping Sulfur menunjukan prilaku EDLC sedangkan ketiga doping lainya menunjukan prilaku EDLC dan pseudocapacitance .Kapasitansi tetinggi diperoleh sampel ENM700 dengan nilai 408 F/g pada 0.5A/g meski luas permukaanya lebih kecil dibanding doping lain . Boron sebagai doping membantu memperbaiki sifat EDLC dan memberikan sedikit sifat pseudocapacitance serta mempercepat difusi ion karena fungsinya sebagai katalis reaksi redox , akan tetapi bila di doping bersamaan dengan doping nitrogen akan memberikan kapasitansi yang lebih superior (412 F/g pada 0.5A/g dan 292 F/g pada 20A/g ) dibandingan sulfur ( 259 F/g pada 10A/g ) , fosfor (98 F/g pada 5A/g ), hal ini dikarenakan efek sinergis antara boron dan nitrogen ,dimana boron mengikat nitrogen dan membantu mempertahankan sifat pseudocapaitance dan konduktivitas yang dihasilkan oleh nitrogen meski pada kadar nitrogen rendah ataupun rapat arus yang tinggi .
===============================================================================================================================
The need for energy storage materials continues to increase and is expected to increase up to 17 times by 2030. Porous carbon materials are widely used to make supercapacitor electrodes as one of the future energy storage media. However, porous carbon materials have disadvantages, one of which is the low capacitance value. Therefore, it is necessary to add doping. In this review, the doping reviewed is boron, phosphorus, nitrogen and sulfur, from the results of the analysis it is known that heteroatom doping of boron, phosphorus, and sulfur causes defects in porous carbon material due to its atomic size which is larger than carbon by substitution, this defect will be the location for the growth of micropores and mesopores. The increase in micropores will increase the surface area which will eventually increase the capacitance because more active sites can be formed, while the increase in mesopores will facilitate the diffusion process of ions into micropores.Nitrogen increases conductivity and accelerates the ion transfer process. Temperature and activator have an influence on the surface area where if the amount of activator or temperature is too high (>850oC) then the pore can experience decay resulting in decreased capacitance From the results of CV testing Sulfur doping showed EDLC behavior while the other three doping showed EDLC and pseudocapacitance behavior, the highest capacitance was obtained by ENM700 sample with a value of 408 F/g at 0. 5A/g although the surface area is smaller than other doping. boron as doping helps improve EDLC properties and gives a little pseudocapacitance properties and accelerates ion diffusion because of its function as a redox reaction catalyst, but when doped together with nitrogen doping will provide superior capacitance (412 F/g at 0. 5A/g and 292 F/g at 20A/g) compared to sulfur (259 F/g at 10A/g), phosphorus (98 F/g at 5A/g), this is due to the synergistic effect between boron and nitrogen, where boron binds nitrogen and helps maintain the pseudocapaitance and conductivity properties produced by nitrogen even at low nitrogen levels or high current densities

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSMt 620.116 Pra r-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Boron, Fosfor, Nitrogen, Penyimpanan energy, Pseudokapasitansi, Sulfur, Boron, Energy Storage , Nitrogen , Pseudocapacitance , Phospor
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.16 Materials--Testing.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	13 Dec 2024 03:56
Last Modified:	13 Dec 2024 04:06
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/115957

Actions (login required)

View Item