Nurdiansah, Haniffudin (2014) Pengaruh Temperatur Hidrotermal Dan Waktu Ultrasonikasi Terhadap Nilai Kapasitansi Elektroda Electric Double Layer Capacitor (EDLC) Dari Material Grafena. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2712201904-Master-Thesis.pdf - Published Version Download (4MB) | Preview |
Abstract
Dewasa ini peningkatan kebutuhan akan penggunaan energi semakin
meningkat. EDLC banyak sekali digunakan dalam aplikasi penangkap dan
penyimpan energi, dimana dipercaya menjadi sumber energi yang bersih dan
hampir tidak menghasilkan limbah. Belakangan ini, grafena telah banyak di
eksplorasi sebagai material untuk EDLC
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mensintesis grafena dengan
menggunakan waktu ultrasonikasi yang berbeda (1.5, 2, dan 2.5 jam) serta
temperatur hidrotermal yang berbeda (160, 180, dan 2000C) dengan menggunakan
metode Hummer dan reduksi Zn.. Material yang disintesis ini di karakterisasi
dengan menggunakan XRD, SEM, FTIR, BET, EDC, Pengujian FPP, dan Raman
Spectroscopy. Untuk performa elektrokimia, material diuji dengan menggunakan
CV, EIS, dan uji Charge Discharge.
Dari hasil XRD, FTIR, EDS, Raman, dan SEM menunjukkan bahwa material
yang disintesis adalah grafena. Hasil BET menunjukkan luas permukaan terbesar
grafena adalah sekitar 170.211 m2/gr, dengan diameter pori 3.418 nm. Nilai
konduktivitas listrik grafena sebesar 0.6097 S/cm, diukur dengan metode Four
Point Probe.
Lebih jauh lagi, dilakukan pengujian elektrokimia. Dari hasil CV
menunjukkan bentuk yang rectangular dan mempunyai kapasitansi mencapai
350.37 F/gr pada scan rate 2mV/s pada larutan Na2SO4 1M. Dari pengujian
Charge discharge diperoleh nilai kapasitansi mencapai 368 F/gr pada current
density 2A/gr. Uji cycle number grafena menunjukkan kapasitansi menurun hanya
6% setelah 400 siklus. Uji EIS menunjukkan pada daerah frekuensi rendah, kurva
hampir tegak lurus dengan sumbu y, yang mengindikasikan bahwa grafena
mempunyai sifat kapasitansi yang baik. Dari hasil penelitian didapatkan variasi
temperatur hidrotermal 1600C dan waktu ultrasonikasi 1.5 jam memperikan
performa elektrokimia yang terbaik.
Peningkatan temperatur hidrotermal dan waktu ultrasonikasi mengakibatkan
banyak gugus fungsi oksigen yang hilang, sehingga kapasitansi dari grafena
menurun. Hal ini dikarenakan gugus fungsi tersebut berkontribusi terhadap nilai
kapasitansi dari EDLC.
========================================================================================================================
Today's the level of demand for energy is increasing. Electric doublelayer
capacitors (EDLCs), are used in a wide range of energy capture and storage
applications, which are believed to provide clean energy with almost zero waste
emission. In recent years, graphene has been extensively explored as an electrode
material for EDLC.
The objective of this research is to synthesize graphene using different
ultrasonication time (1.5, 2, and 2.5 hour) and different hydrothermal temperature
(1600C, 1800C and 2000C) by using Hummer Method and reduction by Zn. These
synthesized materials have been characterized by XRD, SEM, FTIR, BET, EDS,
Conductivity Testing, and Raman Spectroscopy. For electrochemical performance
these material furthermore investigated by Cyclic Voltammetry (CV) Testing,
Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) Testing, and Galvanostatic
Charge-Discharge Testing.
From the XRD , FTIR, EDS, Raman and SEM results shows that
synthesize material was graphene. From BET Testing shows that the biggest value
of surface area was 170.211 m²/g with pore diameter around 3.418 nm. The
value of electrical conductivity ~0.6097 S/cm, measured by four point probe
method.
Furthermore, the electrochemical performance investigated. The CV
Testing shows a rectangular shape and a high capacitance up to 350.37 F/gr at
scan rate 2mV/s in the Na2SO4 solution 1M. Galvanostatic charge discharge
shows the capacitance 368 F/gr at the current density 2 A/g. Cycle number
Testing of graphene show the decreasing of capacitance only 6% after 400 times
cycling. EIS testing shows the low frequency region, the curve is parallel to the
ordinate, indicating the capacitive behaviour of graphene. The result shows that at
hydrothermal temperature 1600C and ultrasonication time 1.5 hour, graphene
exhibit the best performance in electrochemical testing. Increasing of
hydrothermal temperature or ultrasonication time caused so much fuctional group
of oxygen was dissappeared, which is reducing the capacitance of graphene,
because those functional group contributing on adding the capacitance of EDLC.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Additional Information: | RTMt 548.5 Nur p |
| Uncontrolled Keywords: | Grafena, Superkapasitor, EDLC, Hidrotermal, Ultrasonikasi |
| Subjects: | T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis |
| Depositing User: | Users 13 not found. |
| Date Deposited: | 25 Sep 2017 03:23 |
| Last Modified: | 25 Sep 2017 03:23 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/48872 |
Actions (login required)
 |
View Item |