KLASIFIKASI SUPER KAPASITOR

KLASIFIKASI SUPER KAPASITORDisusun Oleh:Muhammad Junaidi(2713 201 906)Syarifudin Yafi(2713 201 907)Ridhwan Haliq(2713 201 908)

Mekanisme Electrolit Double Layer Capasitor (EDLC)Sistem memiliki 2 elektroda, yang dipisahkan oleh separator, dan 2 elektroda terhubung dengan larutan elektrolit yang terdiri dari ion positif dan ion negative, terdapat 2 kondisi Kondisi Charging dan Discharging. Dengan memberikan tegangan pada elektroda yang saling berhadapan maka ion akan tertarik ke permukaan kedua elektroda dan terjadilah proses pengisian atau charging. Sebaliknya, ion akan bergerak menjauh saat EDLC digunakan atau discharging (Murata Manufacturing Co., Ltd 2011).Saat diberikan tegangan, ion dalam larutan elektrolit berdifusi melintasi separator menuju pori-pori elektroda dan menempel pada bagian Inner Helmholtz Plane (IHP). Dan pada saat digunakan ion positif dan ion negative akan menjauhi elektroda dan saling tarik menarik anatara ion positif dan negative.Skema EDLC

Kondisi charging dan discharging

Perbedan ELDC dan Pseudocapasitor

dengan menggunakan Tugas AkhirHaniffudin Nurdiansah dan Diah SusantiPengaruh Variasi Temperatur Karbonisasi dan Temperatur Aktivasi Fisika dari Elektroda Karbon Aktif Tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak Terhadap Nilai Kapasitansi Electric Double Layer Capacitor (EDLC)

MetodologiKarbonisasiProses pengarangan didalam horizontal furnace pada temperature 700oC dan 800oC dengan waktu tahan selama 2 jam. Selama proses karbonisasi sampel dialiri gas Nitrogen untuk homogenisasi ukuran pori-pori karbon aktif.Aktifasi Kimia Proses arang setelah di karbonisasi dimasukan ke dalam beaker glass dan ditambahkan KOH, dan aquades sebanyak karbon yang ditambahkan dengan perbandingan 1:1:4. Dan campuran itu dipanaskan dan diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer hot plate dengan temperature 80oC selama 4 jam dan dengan 200 rpm. Setelah itu terjadi pengendapan dan pencucian.Aktifasi FisikaHasil endapan karbon aktif hasil aktifasi kimia dipanaskan dengan cara hidrotermal dengan menggunakan variasi temperature 110oC, dan 600oC dengan waktu tahan 4 jam.Flow Chart Penelitian

PengujianHasil Pengujian TGA/DSC Raw Material

Tempurung KelapaTempurung KluwakTabel Hasil Pengujian TGA/DSC Raw MaterialNoTempurungTitik EndotermRange Temperatur(0C)Reaksi yang Terjadi% Weight Loss1Kelapa150 - 130Dehidrasi5.9482190 - 305Pirolisis Hemiselulosa26.5253305 - 404Pirolisis Selulosa dan Lignin46.3792Kluwak150 - 130Dehidrasi5.8462190 - 305Pirolisis Hemiselulosa14.9173305 - 404Pirolisis Selulosa dan Lignin36.855Hasil Pengujian Kadar Karbon Fixed Raw Material Dengan Metode ASTM D 1762- 84Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa kedua bahan tempurung Kelapa dan Tempurung Kluwak sangat berpotensi digunakan sebagai elektroda EDLC karena nilai kadar karbon fix nya yang tinggi,yaitu 74.62% dan 74.59%.

Tempurung KelapaTempurung KluwakHasil Pengujian XRD Raw Material

Tempurung KelapaTempurung KluwakPada pola difraksi terlihat bahwa tempurung Kelapa dan Kluwak memiliki kandungan Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin sesuai kartu JCPDF 50-2241Sehingga kandungan karbon (C) pada tempurung Kelapa dan Kluwak sangat tinggi karena selulosa, hemiselulosa dan lignin merupakan senyawa organik dengan banyak rantai karbon.Pengujian XRD Karbon AktifAktivasi 1100 Aktivasi 6000Dari Hasil XRD :1.Karbon yang terbentuk mempunyai struktur Hexagonal sesuai dengan kartu JCPDF 75-16212.Karbon yang terbentuk bersifat amorfus3.Hanya terbentuk C,dan tidak terbentuk senyawa sampingan K2CO3

700,110700,600800,110800,600Tempurung KelapaTempurung Kluwak2000 x 2000 x 10000 x 10000 x PENGUJIAN

SEMHasil Pengujian SEMData diameter pori-pori Karbon AktifNoTempurungT Karbonisasi(0C)T Aktivasi Fisika(0C)Diameter Pori Pori (m)Jenis Pori1Kelapa7001103.022 - 12.080Makropori26004.555 - 17.320Makropori38001100.204 - 0.700Mesopori46000.392 - 1.189Mesopori5Kluwak7001101.227 - 6.749Makropori66005.719 - 10.760Makropori78001100.462 - 4.000Mesopori86000.395 - 2.023MesoporiHasil Pengujian SEMPartikel Karbon Aktif berbentuk Sponge dengan banyak pori-poriTerdapat 2 jenis pori-pori yang terlihat yaitu makropori dan mesopori Ukuran partikel akan semakin halus jika temperatur karbonisasinya tinggi Semakin tinggi temperatur aktifasi fisikanya juga membuat partikel semakin halus Pada karbonisasi 7000C terbentuk makropori dan pada karbonisasi 800OC pori-pori yang terbentuk lebih kecil hingga mesopori.Hasil Pengujian Bilangan IodineNoTempurungT Karbonisasi(0C)T Aktivasi Fisika(0C)Bilangan Iodine(mg/g)1Kelapa700110826.353626001122.963800110823.763246001036.185Kluwak700110778.43036600968.82847800110756.41158600957.1714semua sampel memenuhi standar SNI 1995 untuk dapat dikatakan sebagai karbon aktif(>750 mg/g)semakin tinggi temperatur karbonisasi maka semakin rendah nilai bilangan iodinenya.temperatur aktifasi fisika menaikkan nilai bilangan iodine jika temperaturnya dinaikkan.karbon aktif dengan banyak makropori lebih cocok untuk penyerapan warna atau larutanHasil Pengujian Bilangan Iodine

Tempurung KelapaTempurung KluwakDiagram Batang Nilai Bilangan Iodine Karbon Aktif Tempurung Kelapa dan Tempurung KluwakHasil Pengujian BETHasil pengujian BET berbanding lurus dengan hasil pengujian IodineNoTempurungT Karbonisasi(0C)T Aktivasi Fisika(0C)Surface Area(m/g)Total Volume(cm3/g)1Kelapa700110275.89995.512600548.5421893800110230.02679.564600303.653104.35Kluwak700110230.56590.376600333.399115.37800110143.80856.458600307.008106.4Hasil Pengujian BET

Tempurung KelapaTempurung KluwakGrafik Penyerapan gas N2Hasil Pengujian Cyclic VoltammetryNoTempurungT Karbonisasi(0C)T Aktivasi Fisika(0C)Kapasitansi (miliFarad/gram)1Kelapa7001101102600844380011030046006235Kluwak70011036.7660029178001101718600194Hasil Pengujian Cyclic Voltammetry

Kelapa,700,110Kelapa,700,600Kelapa,800,110Kelapa,800,600Kluwak,700,110Kluwak,700,600Kluwak,800,110Kluwak,800,600Hasil Pengujian Cyclic Voltammetry

Tempurung Kelapa Tempurung KluwakGrafik Cyclic Voltammetry Karbon Aktif Dengan Scan Rate 0.002 V/sAnalisa Performance Elektrokimia Double Layer Capasitor (EDLC)Keuntungan :Lifetime yang cukup lamaLow degradasi Tahan keausan dan penuaan yang dialami oleh baterai atau ESR yang lebih tinggi per kapasitansi.Biaya produksi yang rendahTidak berbahaya bila overchargeTingkat pemanasan yang rendahSiklus pengisian tak terbatas dibandingkan dengan bateraiKerugian :Kepadatan energy rendahTegangan rendahKesimpulanLuas Permukaan aktif akan berbanding lurus dengan proses adsobsi Ion dari elektrolit.saat di charge. Melalui hasil penelitian Haniffudin Dari hasil nilai Kapasitansi terbesar diperoleh pada Temperatur Karbonisasi 700C dan Temperatur Aktivasi fisika 600C untuk Tempurung Kelapa nilainya 844 milifarad/gram dan untuk tempurung Kluwak sebesar 291 milifarad/gram sehingga sesuai untuk diaplikasikan sebagai elektroda EDLC karena nilainya lebih dari 1 milifarad/gram.