Tesis

Modifikasi morfologi pori material aktif elektroda berbasis karbon aktif campuran umbi singkong-batang bambu untuk high performance coin cell supercapacitor / Nuviya Illa Muthi Aturroifah

Abstrak
Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi dengan kemampuan pengisian dan pengosongan cepat masa pakai lama kepadatan daya tinggi dan ramah lingkungan. Komponen penyusun elektroda superkapasitor terdiri dari binder material konduktif dan material aktif yang memainkan peran penting dalam performa elektrokimia. Material aktif berpori seperti karbon aktif dari biomassa banyak dipilih karena murah mudah disintesis melimpah dan struktur pori tinggi. Namun pemilihan metode aktivasi dan aktivator yang tidak tepat menyebabkan struktur pori yang dihasilkan kecil dan tidak merata. Penelitian ini fokus pada pembuatan karbon aktif dari campuran umbi singkong-batang bambu serta modifikasi permukaan pori dengan metode sonochemical assisted hydrothermal. Tujuan penelitian adalah untuk mengkaji pengaruh modifier pada mikrostruktur morfologi pori dan performa elektrokimia coin cell superkapasitor berbasis elektroda karbon aktif campuran umbi singkong dan batang bambu. Proses modifikasi pori menggunakan ZnCl2 PVP dan KOH dengan konsentrasi 0 06 M modifier ini terbukti efektif menghasilkan struktur pori yang baik dan sering digunakan dalam aktivasi karbon aktif. Berdasarkan penelitian terdahulu metode sonochemical assisted hydrothermal untuk modifikasi karbon aktif yang dilakukan menggunakan bantuan iradiasi ultrasonik dapat meningkatkan porositas luas permukaan dan cycle life dengan retensi 98% setelah 10.000 siklus. Berdasarkan karakterisasi mikrostruktur morfologi dan pengujian performa elektrokimia coin cell superkapasitor menunjukkan bahwa karbon aktif campuran umbi singkong-batang bambu yang dimodifikasi permukaan pori menggunakan 0 06 M ZnCl2 memiliki performa lebih unggul dibandingkan saat menggunakan 0 06 M PVP dan 0 06 M KOH. Pola difraksi XRD sampel 0 06 M ZnCl2 menunjukkan struktur amorf dengan dua puncak lebar pada posisi 2 theta 22 31 deg dan 43 20 deg . FTIR mengonfirmasi kandungan karbon dengan gugus fungsi serapan C O C C C-O dan C-C. Luas permukaan spesifik sampel 0 06 M ZnCl2 sebesar 516 29 m2/g dengan distribusi struktur mikropori mesopori dan makropori yang lebih merata. Berdasarkan karakterisasi SEM morfologi pori sampel 0 06 M ZnCl2 berbentuk 2D dengan rata-rata diameter pori permukaan sebesar 2 82 mu m. Kapasitasi spesifik kepadatan energi dan kepadatan daya sampel 0 06 M ZnCl2 sebesar 42 164 F/g 21 719 Wh/kg 385 160 W/kg dengan retensi 90 8% Setelah 5000 siklus. Hal menarik dari temuan ini adalah stabilitas yang tinggi yang menunjukkan potensi aplikasi karbon aktif dari umbi singkong dan batang bambu sebagai superkapasitor berperforma tinggi dan berkelanjutan.

Informasi Detail

DDC

Rt 537.623 ATU m

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2024.

Deskripsi Fisik

xvii, 92 lembar. : ilus. ; 30 cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00603/RT/24

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2024

Subjek

1. SUPERKAPASITOR - PERFORMA ELEKTROKIMIA
2. SUPERCAPACITORS - ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE

Pembimbing

1. Prof. Dr. Markus Diantoro, M.si; 2. Dr. Nasikhudin, S.pd, M.sc

Lampiran Berkas