Analisis Pengaruh Konsentrasi H2SO4 pada Hidrolisis Asam untuk Mikroselulosa terhadap Komposit PEO/Mikroselulosa/ZIF-67 sebagai Elektrolit Padat berbasis Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dalam Aplikasi Baterai Li-Ion

Meylianingrum, Azizah (2025) Analisis Pengaruh Konsentrasi H2SO4 pada Hidrolisis Asam untuk Mikroselulosa terhadap Komposit PEO/Mikroselulosa/ZIF-67 sebagai Elektrolit Padat berbasis Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dalam Aplikasi Baterai Li-Ion. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211009-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Baterai litium adalah baterai sekunder berbasis litium yang terdiri dari anoda, katoda, separator, dan elektrolit. Baterai litium yang beredar menggunakan elektrolit cair tapi terdapat kelemahan yaitu mudah terjadi kebocoran yang menimbulkan kebakaran, kelemahan tersebut yang mendasari kemunculan inovasi elektrolit padat yaitu elektrolit padat dengan PEO sebagai matriks yang dikompositkan dengan mikroselulosa dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan ZIF-67. Penelitian bertujuan untuk menganalisa pengaruh konsentrasi H2SO4 terhadap struktur dan morfologi terhadap mikroselulosa, serta menganalisa pengaruh konsentrasi H2SO4 terhadap performa elektrokimia komposit PEO/MIKROSELULOSA/ZIF-67 sebagai elektrolit padat. Pada fabrikasi komposit PEO/MIKROSELULOSA/ZIF-67 sebagai elektrolit padat terbagi menjadi tiga tahap yaitu sintesis mikroselulosa, sintesis ZIF-67, dan fabrikasi komposit. Sintesis mikroselulosa yang dilakukan terdiri dari delignifikasi (NaOH 17,5%), bleaching (H2O2 10%), dan hidrolisis asam (H2SO4 dengan variasi konsentrasi 25%, 30%, 35%, dan 45%). Lalu dilakukan komposit dan digabungkan dengan katoda anoda menjadi baterai. Pengujian yang dilakukan terbagi menjadi dua yaitu pengujian morfologi dan pengujian performa elektrokimia komposit. Pada pengujian morfologi terdapat tiga pengujian yaitu XRD, FTIR, SEM. Pada pengujian performa elektrokimia terdapat dua pengujian yaitu EIS dan CV. Pada XRD didapatkan hasil kristalinitas yaitu 39,162% untuk variasi H2SO4 25%; 35,397% untuk variasi H2SO4 30%; 35,161% untuk variasi H2SO4 35%; dan 32,751% untuk variasi H2SO4 45%. Pada SEM didapatkan hasil berupa penurunan ukuran serat seiring peningkatan konsentrasi H2SO4 yaitu 6,672 μm untuk variasi H2SO4 25%; 4,86 μm untuk variasi H2SO4 30%; 4,07 μm untuk variasi H2SO4 35%; dan 2,506 μm untuk variasi H2SO4 45%. Pada pengujian performa elektrokimia, baterai dengan komposit variasi mikroselulosa 45% memiliki nilai konduktivitas ionik yang tertinggi (9,992 x 10-5 S/cm dan 2,841 x 10-4 S/cm) tetapi nilai kapasitansinya termasuk terendah (0,00016944000 F dan 0,00012459000 F). Semakin tinggi konsentrasi H2SO4 yang digunakan pada hidrolisis asam maka semakin rendah kristalinitas dan ukuran dari mikroselulosa.
======================================================================================================================================
Lithium batteries are lithium-based secondary batteries consisting of an anode, cathode, separator, and electrolyte. Lithium batteries in circulation use liquid electrolytes but have a weakness that is easy to leak which causes fire, this weakness is the basis for the emergence of solid electrolyte innovation, namely solid electrolytes with PEO as a matrix composited with microcellulose from empty oil palm fruit bunches (OPEFB) and ZIF-67. The study aims to analyze the effect of H2SO4 concentration on the structure and morphology of microcellulose, as well as to analyze the effect of H2SO4 concentration on the electrochemical performance of PEO/MICROCELLULOSE/ZIF-67 composites as solid electrolytes. In the fabrication of PEO/MICROCELLULOSE/ZIF-67 composites as solid electrolytes, it is divided into three stages, namely microcellulose synthesis, ZIF-67 synthesis, and composite fabrication. The microcellulose synthesis carried out consisted of delignification (NaOH 17.5%), bleaching (H2O2 10%), and acid hydrolysis (H2SO4 with concentration variations of 25%, 30%, 35%, and 45%). Then a composite was made and combined with an anode cathode to form a battery. The tests carried out were divided into two, namely morphology testing and electrochemical performance testing of the composite. In the morphology test there were three tests, namely XRD, FTIR, SEM. In the electrochemical performance test there were two tests, namely EIS and CV. In XRD, the crystallinity results were 39.162% for the 25% H2SO4 variation; 35.397% for the 30% H2SO4 variation; 35.161% for the 35% H2SO4 variation; and 32.751% for the 45% H2SO4 variation. SEM showed a decrease in fiber size with increasing H2SO4 concentration, namely 6.672 μm for 25% H2SO4 variation; 4.86 μm for 30% H2SO4 variation; 4.07 μm for 35% H2SO4 variation; and 2.506 μm for 45% H2SO4 variation. In electrochemical performance testing, batteries with 45% microcellulose composites had the highest ionic conductivity values (9.992 x 10-5 S/cm and 2.841 x 10-4 S/cm) but the capacitance values were among the lowest
(0.00016944000 F and 0.00012459000 F). The higher the H2SO4 concentration used in acid hydrolysis, the lower the crystallinity and size of the microcellulose.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Elektrolit Padat, Mikroselulosa, PEO, Tandan Kosong Kelapa Sawit, ZIF-67 Empty Palm Fruit Bunches, Microocellulose, PEO, Solid Electrolyte, ZIF-67
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2921 Lithium cells. T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2941 Storage batteries
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Azizah Meylianingrum
Date Deposited:	29 Jul 2025 09:49
Last Modified:	29 Jul 2025 09:49
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/122890

Actions (login required)

View Item