Analisis Pengaruh Penambahan Massa N-rGO terhadap Sifat Kapasitif Superkapasitor Hybrid Berbahan Komposit Bi2O3/N-rGO

Pradana, Alfito Indra (2023) Analisis Pengaruh Penambahan Massa N-rGO terhadap Sifat Kapasitif Superkapasitor Hybrid Berbahan Komposit Bi2O3/N-rGO. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511940000024-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan energi dalam kehidupan masyarakat khususnya energi listrik semakin meningkat. Saat ini penggunaan dan produksi energi di Indonesia masih bertumpu pada penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas bumi, dan batubara. Dari kebutuhan tersebut mendorong adanya inovasi untuk melakukan pengembangan penyimpanan energi listrik yang nantinya dapat mempermudah mobilisasi dan komunikasi dalam kehidupan sehari-hari, sehingga menuntut hadirnya penyimpanan energi dengan kemampuan yang tinggi seperti superkapasitor. Saat ini, penelitian superkapasitor terbaru yang dilakukan adalah pembuatan superkapasitor jenis hybrid, yang menggabungkan sifat antara superkapasitor EDLC dan pseudocapacitor. Bi2O3 merupakan material pseudocapacitor yang mempunyai luas permukaan yang tinggi dan perilaku pseudokapasitif tetapi konduktivitas listriknya terbatas, sedangkan konduktivitas listrik yang unggul dan specific area yang tinggi dimiliki oleh reduced Graphene Oxide (rGO) yang merupakan material EDLC, oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan pembuatan elektroda superkapasitor hybrid dengan menggunakan Nitrogen-doped reduced Graphene Oxide (N-rGO) yang dikompositkan dengan bismut (III) oksida (Bi2O3). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penambahan massa N-rGO dengan variasi penambahan massa N-rGO yaitu 1:0.25, 1:0.5, 1:0.75, dan 1:1 dalam proses sintesis komposit Bi2O3/N-rGO terhadap morfologi, struktur dan sifat kapasitif dari elektroda superkapasitor berbahan komposit Bi2O3/N-rGO. Adapun pengujian yang dilakukan meliputi pengujian XRD, FTIR, dan SEM/EDX untuk menganalisis struktur dan morfologi komposit. Sedangkan untuk pengujian performa elektrokimia yang dilakukan meliputi CV, EIS, dan GCD. Penambahan massa N-rGO pada semua variasi komposit Bi2O3/N-rGO tidak mempengaruhi perubahan struktur kristal dan morfologi dari komposit Bi2O3/N-rGO, tetapi penambahan N-rGO yang semakin meningkat berpengaruh terhadap distribusi persebaran dari N-rGO yang semakin banyak pada komposit Bi2O3/N-rGO, kemudian dari hasil pengujian EDX didapatkan persentase komposisi C dan N tertinggi pada material K04 sebesar 3.61 wt% N dan 52.46% wt% C.. Kemudian untuk pengujian elektrokimia variasi penambahan yang memiliki nilai kapasitansi yang paling tinggi dan sifat kapasitif yang baik adalah 1:1 (EK04) berdasarkan hasil pengujian CV sebesar 82.357 F/g pada scan rate 5 mV/s, berdasarkan hasil pengujian EIS sebesar 71.901 F/g pada frekuensi 0.01 Hz dengan nilai konduktivitas 1.082 Sm 1, dan berdasarkan hasil pengujian GCD sebesar 159.175 F/g pada current density 0.25 A/g.
========================================================================================================================
The need for energy in people's lives, especially electrical energy, is increasing. Currently, the use and production of energy in Indonesia still rely on the use of fossil fuels such as petroleum, natural gas, and coal. From this need, it encourages innovation to develop electrical energy storage which can later facilitate mobilization and communication in everyday life, thus demanding the presence of energy storage with high capabilities such as supercapacitors. Currently, the latest supercapacitor research being carried out is the manufacture of hybrid-type supercapacitors, which combine the properties of EDLC supercapacitors and pseudocapacitors. Bi2O3 is a pseudocapacitor material that has a high surface area and pseudocapacitive behavior but limited electrical conductivity, while superior electrical conductivity and high specific area are possessed by reduced Graphene Oxide (rGO) which is an EDLC material, therefore in this study a hybrid supercapacitor electrode will be made using Nitrogen-doped reduced Graphene Oxide (N-rGO) composited with bismuth (III) oxide (Bi2O3). This study aims to analyze the effect of adding N-rGO mass with variations of 1:0.25, 1:0.5, 1:0.75, and 1:1 in the Bi2O3/N-rGO composite synthesis process on the morphology, structure, and capacitive properties of supercapacitor electrodes made from Bi2O3/N-rGO composites. There are several tests carried out including SEM-EDX, XRD, and FTIR tests to analyze the structure and morphology of the composite. The electrochemical performance testing carried out includes CV, EIS, and GCD. The addition of N-rGO mass to all variations of the Bi2O3/N-rGO composite did not affect changes in the crystal structure and morphology of the Bi2O3/N-rGO composite, but the increasing addition of N-rGO affected the distribution distribution of the more N-rGO in the composite. Bi2O3/N-rGO, then from the results of the EDX test, the highest percentage of C and N composition was found in the K04 material of 3.61 wt% N and 52.46% wt% C. Then for electrochemical testing the variation of the addition has the highest capacitance value and capacitive properties which is good is 1:1 (EK04) based on the results of the CV test of 82,357 F/g at a scan rate of 5 mV/s, based on the results of the EIS test of 71,901 F/g at a frequency of 0.01 Hz with a conductivity value of 1,082 Sm 1, and based on the test results GCD of 159.175 F/g at a current density of 0.25 A/g.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Superkapasitor Hybrid, Bi2O3, N-rGO, Doping, Komposit Bi2O3/N-rGO, Hybrid Supercapacitor, Bi2O3/N-rGO Composite
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC173.4.C63 Composite materials
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Alfito Indra Pradana
Date Deposited:	22 Jul 2023 17:08
Last Modified:	22 Jul 2023 17:08
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/98925

Actions (login required)

View Item