PERFORMA SUPERKAPASITOR HIBRID DENGAN BAHAN ELEKTRODA LAPISAN KOMPOSIT rGO/PANi
No Thumbnail Available
Date
2022-07-14
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Superkapasitor merupakan divais penyimpanan energi yang menjanjikan untuk masa depan. Performa superkapasitor bergantung pada material penyusunnya khususnya elektroda. reduced Graphene Oxide (rGO) adalah material aktif yang sangat potensial untuk elektroda superkapasitor karena memiliki luas permukaan yang tinggi. rGO terbuat dari Graphene Oxide (GO) yang telah melalui proses reduksi gugus fungsi oksigen. rGO dapat menyimpan muatan secara elektrostatis dan dapat dikompositkan dengan polimer konduktif untuk menghasilkan pseudokapasitansi sehingga transfer elektron dapat terjadi secara redoks. Polianilin (PANi) merupakan polimer konduktif yang potensial untuk elektroda superkapasitor karena kapasitansi teoritiknya yang tinggi. Terdapat 3 tipe PANi yaitu Leucomeraldine Base (LB), Emeraldine Base (EB), dan Pernigraniline Base (PB) yang bersifat isolator. Konduktivitas PANi diberikan melalui doping dari tipe EB menjadi Emeraldine Salt (ES) dengan asam protonasi seperti HCl dan H2SO4. Pada penelitian ini dilakukan uji performa superkapasitor dengan elektroda lapisan komposit rGO/PANi. PANi yang digunakan adalah tipe LB yang dilarutkan pada DMF (LB-DMF) yang kemudian di kompositkan dengan dispersi GO pada rasio massa 1:1. LB-DMF dianggap dapat merepresentasikan EB pada PANi dengan kelarutan yang baik. Dispersi komposit GO/LB-DMF dideposisi dengan metode spray coating dan disinari UV menjadi lapisan komposit rGO/LB-DMF. Lapisan komposit rGO/LB-DMF didoping dengan HCl 1 M dan dihasilkan lapisan komposit rGO/ES. Terdapat 5 variasi lapisan untuk elektroda superkapasitor yaitu lapisan rGO, lapisan LB-DMF, lapisan ES, lapisan komposit rGO/LB-DMF, dan lapisan komposit rGO/ES. Lapisan yang telah dideposisi dikarakterisasi dengan karakterisasi SEM/EDS, UV-Vis, FTIR, dan FPP. Pelat nikel digunakan sebagai current collector dengan KCl 1 M sebagai elektrolit. Superkapasitor disusun secara simetris dalam dua bentuk yaitu sandwich dan sel elektrokimia. Pengujian performa dilakukan dengan EIS dan CV. Hasil karakterisasi lapisan menunjukkan rGO membentuk lembaran multilayer dan ES membentuk struktur pori yang memudahkan ion memasuki seluruh bagian elektroda. LB-DMF mengalami peningkatan gugus quinoid sehingga merepresentasikan EB. Konduktivitas LB-DMF meningkat dari 0,043 S/m hingga 0,2 S/m setelah doping. Lapisan rGO mengalami penurunan gugus fungsi oksigen dan perbaikan struktur aromatik. Performa divais dalam bentuk sel elektrokimia menunjukkan peningkatan kapasitansi dibanding dengan divais berbahan elektroda rGO dan ES yaitu hingga 63653,63 F/kg. Energi spesifik rGO/ES memiliki nilai yang lebih tinggi dari ragone plot superkapasitor yaitu 17,32 Wh/kg. Dalam bentuk sandwich rGO memberikan penurunan resistansi internal pada komposit rGO/ES dari 309,23 Ω menjadi 12,68 Ω. Kapasitansi spesifik pada komposit rGO/ES adalah 12208,64 F/kg dan berada diantara kapasitansi bahan penyusunnya dimana pada rGO 27050,75 F/kg dan pada ES 1853,41 F/kg.
Description
Keywords
Graphene Oxide, reduced Graphene Oxides, Leucomeraldine Base