Analisis Pengaruh Penambahan Massa MnO2 Terhadap Morfologi Dan Sifat Kapasitif Komposit C-Si/MnO2 Pada Aplikasi Superkapasitor

Rendyarko, Deril (2025) Analisis Pengaruh Penambahan Massa MnO2 Terhadap Morfologi Dan Sifat Kapasitif Komposit C-Si/MnO2 Pada Aplikasi Superkapasitor. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211011-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Superkapasitor adalah piranti penyimpanan energi yang dapat menampung kapasitansi tinggi. Saat ini, terdapat tiga jenis yaitu superkapasitor EDLC, pseudo, dan hibrida. Penelitian ini mengembangkan material komposit C-Si (Silikon doping Karbon)/MnO2 (Mangan Dioksida) sebagai elektroda superkapasitor. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pengaruh penambahan massa pada material MnO2 terhadap struktur, morfologi, dan sifat kapasitif elektroda komposit C-Si/MnO2 untuk aplikasi superkapasitor.. Variasi yang digunakan yaitu variasi massa MnO2 yang ditambahkan rasio sebesar 1 ; 0,5, 1 : 1, dan 1 : 2. Karakterisasi material yang dilakukan yaitu pengujian X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), dan Fourier Transformed Infrared (FTIR). Sedangkan untuk pengujian performa elektrokimia elektroda meliputi pengujian Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), dan Galvanostatic Charge-Discharge (GCD). Pada penelitian ini diharapkan bahwa dengan penambahan massa MnO₂ dalam material elektroda, kapasitansi spesifik superkapasitor berbasis C-Si/MnO₂ dapat mengetahui performa dari superkapasitor. Penambahan masa MnO2 dari sisi performa, komposit K1 menunjukkan kapasitansi spesifik sebesar 20,48 F/g pada uji CV dan 6,2 F/g pada uji GCD. Resistansi transfer muatan (Rct), yaitu 0,98288 Ω·cm², serta konduktivitas listrik sebesar 1,258 S/m. Pada komposit K2 memiliki performa kapasitansi yaitu 21,52 F/g pada uji CV dan 9,1 F/g pada uji GCD. Nilai Rct terendah sebesar 0,79558 Ω·cm² dan konduktivitas tertinggi sebesar 2,086 S/m. Pada komposit K3 dengan kapasitansi spesifik 18,10 F/g pada uji CV dan hanya 2,4 F/g pada uji GCD. Nilai Rct-nya naik signifikan menjadi 1,2573 Ω·cm² dan konduktivitasnya turun menjadi 0,913 S/m. Pada hasil yang didapatkan disimpulkan bahwa komposit variasi K2 memiliki performa yang paling tinggi diantara K1 dan K3, dimana dapat dikatakan perbandingan variasi penambahan MnO2 1:1 memiliki titik optimal untuk performa dari kapasitansinya.
=========================================================================================================================================
Supercapacitors are energy storage devices that can accommodate high capacitance. Currently, there are three types, namely EDLC, pseudo, and hybrid supercapacitors. This study developed a composite material of C-Si (Carbon-doped Silicon) / MnO2 (Manganese Dioxide) as supercapacitor electrode. Purpose of this study was to analyz effect of adding mass to MnO2 material on structure, morphology, and capacitive properties of C-Si /MnO2 composite electrode for supercapacitor applications. Variations used were variations in mass of MnO2 added in a ratio of 1; 0.5, 1: 1, and 1: 2. Material characterization carried out was X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), and Fourier Transformed Infrared (FTIR) testing. Meanwhile, for electrochemical performance testing of electrodes, including Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and Galvanostatic Charge-Discharge (GCD) tests. In this study, expected that by adding MnO₂ mass in electrode material, specific capacitance of C-Si/MnO₂-based supercapacitor can determine performance of supercapacitor. The addition of MnO2 mass in terms of performance, K1 composite shows a specific capacitance of 20.48 F/g in the CV test and 6.2 F/g in the GCD test. Charge transfer resistance (Rct), which is 0.98288 Ω·cm², and the electrical conductivity of 1.258 S/m. K2 composite has a capacitance performance of 21.52 F/g in CV test and 9.1 F/g inGCD test. Lowest Rct value is 0.79558 Ω·cm² and highest conductivity is 2.086 S/m. In K3 composite with specific capacitance of 18.10 F/g in the CV test and only 2.4 F/g in the GCD test. The Rct value increased significantly to 1.2573 Ω·cm² and its conductivity decreased to 0.913 S/m. The results obtained concluded that the K2 variation composite ha highest performance between K1 and K3, where it can be said that the 1:1 MnO2 addition variation ratio has an optimal point for performance of its capacitance.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Superkapasitor, MnO2, Silikon, Karbon, Silikon Doping Karbon Supercapacitor, MnO2, Silicon, Carbon, Carbon Doped Silicon
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC173.4.C63 Composite materials Q Science > QD Chemistry > QD115 Electrochemical analysis T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7872.C65 Supercapacitors.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Deril Rendyarko
Date Deposited:	30 Jul 2025 01:35
Last Modified:	30 Jul 2025 01:35
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/122971

Actions (login required)

View Item