Pengaruh Temperatur Hidrotermal Dan Waktu Ultrasonikasi Terhadap Nilai Kapasitansi Elektroda Electric Double Layer Capacitor (EDLC) Dari Material Grafena

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.

[img]
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 > (S2) Master Theses
Depositing User: Mrs Ansi Aflacha
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 View Item