Wibowo, Silvi Rahmawati (2025) Studi pengembangan elektroda AC-NiCo2O4 terhadap performa superkapasitor / Silvi Rahmawati Wibowo</p>. Masters thesis, Universitas Negeri Malang.
Full text not available from this repository.Abstract
Superkapasitor merupakan perangkat penyimpan energi terbarukan yang memiliki kemampuan menyimpan energi tinggi berkapasitas besar pengisian daya cepat serta jangka pemakaian lama sehingga menjadi solusi alternatif bagi baterai konvensional. Bahan yang umum digunakan sebagai elektroda superkapasitor adalah karbon aktif karena memiliki konduktivitas listrik yang baik luas permukaan spesifik tinggi dan biaya yang relatif rendah. Pada penelitian ini karbon aktif yang digunakan berasal dari biomassa abu ampas tebu yang merupakan limbah pertanian. Penggunaan bahan biomassa seperti abu ampas tebu memiliki keunggulan ramah lingkungan berkelanjutan dan mendukung konsep ekonomi sirkular serta mampu menghasilkan karbon aktif dengan porositas yang baik dan biaya produksi yang rendah. Diketahui bahwa bahan elektroda memainkan peranan penting dalam kinerja elektrokimia superkapasitor. Saat ini superkapasitor berbasis karbon aktif memiliki performa elektrokimia yang baik namun kapasitansi spesifik yang dihasilkan masih terbatas karena sifat kapasitifnya hanya bergantung pada pembentukan lapisan ganda listrik. Untuk mengatasi kelemahan tersebut pada penelitian ini dilakukan penambahan material oksida logam yaitu nikel kobaltit (NiCo O ). Nikel kobaltit dipilih karena memiliki konduktivitas elektronik tinggi stabilitas termal baik dan kemampuan penyimpanan muatan melalui mekanisme pseudokapasitif yang melibatkan reaksi redoks permukaan. Kombinasi karbon aktif dengan nikel kobaltit dipercaya dapat meningkatkan kapasitansi spesifik dan kinerja elektrokimia secara keseluruhan melalui sinergi antara kapasitansi lapisan ganda dari karbon aktif dan kapasitansi pseudokapasitif dari nikel kobaltit. Selain itu pemilihan elektroda simetrik dan asimetrik antara karbon berpori dan partikel oksida logam mampu menciptakan sifat elektrokimia baru yang mengacu pada peningkatan luas permukaan spesifik dan situs aktif dari bahan komponen untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan muatan listrik. Preparasi sampel dimulai dengan sintesis karbon aktif dari biomassa abu ampas tebu melalui proses karbonisasi dan aktivasi kimia untuk meningkatkan luas permukaan spesifik. Selanjutnya sintesis nikel kobaltit dilakukan melalui metode kopresipitasi. Sampel hasil sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan berbagai teknik seperti X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui struktur kristal Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) untuk analisis gugus fungsi Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDAX) Mapping untuk melihat morfologi dan distribusi unsur serta Brunauer-Emmett-Teller (BET) untuk analisis luas permukaan spesifik dan porositas. Untuk pengujian elektrokimia metode Galvanostatic Charge-Discharge (GCD) digunakan untuk mengukur kapasitansi spesifik Cyclic Voltammetry (CV) untuk menganalisis respons kapasitif material dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) untuk mengevaluasi resistansi dan mekanisme transfer muatan dalam sistem elektroda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakterisasi XRD pada karbon aktif (AC) yang disintesis dari limbah abu ampas tebu menghasilkan struktur amorf tanpa puncak kristal yang tajam sedangkan material NiCo O menunjukkan kristalinitas yang baik. Peningkatan suhu pada sintesis nikel kobaltit menghasilkan partikel dengan intensitas puncak kristal yang semakin tinggi menandakan peningkatan kualitas kristal. Analisis morfologi dan distribusi unsur menggunakan SEM-EDAX mapping menunjukkan bahwa unsur penyusun komposit yaitu karbon (C) nikel (Ni) dan kobalt (Co) tersebar secara seragam dalam material. Selanjutnya karakterisasi FTIR mengidentifikasi gugus fungsi spinel NiCo O melalui bilangan gelombang rendah di rentang 567 ndash 541 cm sup1 sementara bilangan gelombang di rentang 2355 ndash 1543 cm sup1 mengonfirmasi keberadaan gugus fungsi dari material berkarbon. Kemudian pengujian luas permukaan spesifik dengan BET menunjukkan bahwa peningkatan suhu pada sintesis NiCo O menyebabkan diameter pori material yang dihasilkan semakin meningkat. Terakhir sampel yang didapat kemudian dilakukan pengujian kinerja elektrokimia dengan melakukan penyusunan elektroda dalam koin sel superkapasitor secara simetrik dan asimetrik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penyusunan elektroda secara asimetrik menghasilkan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan penyusunan elektroda secara simetrik. Hasil yang didapatkan pada asimetrik elektroda untuk kapasitansi spesifik densitas energi dan densitas daya berturut-turut adalah 371 67 F g-1 147 63 Wh kg-1 1274 51 W kg-1 lebih baik daripada penyusunan simetrik dengan nilai kapasitansi spesifik densitas energi dan densitas daya berturut-turut adalah 179 13 F g-1 66 42 Wh kg-1 1149 70 W kg-1.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Divisions: | Fakultas Matematika dan IPA (FMIPA) > Departemen Fisika (FIS) > S2 Fisika |
| Depositing User: | library UM |
| Date Deposited: | 20 Jan 2025 04:29 |
| Last Modified: | 09 Sep 2025 03:00 |
| URI: | http://repository.um.ac.id/id/eprint/369045 |
Actions (login required)
 |
View Item |