Publisher

UNSOEDUNSOED

Journal JOS | Universitas Jenderal SoedirmanJOS | Universitas Jenderal Soedirman Abstract

Supercapacitors diakui secara luas sebagai solusi penyimpanan energi karena kepadatan daya tinggi dan siklus hidup yang panjang. Selanjutnya, ada minat ilmiah dan teknologi yang berkembang dalam mengubah limbah biomassa menjadi bahan karbon untuk pembuatan elektroda superkapasitor. Selain dari ketersediaan dan biaya yang efektif, daya tarik karbon yang berasal dari biomassa terletak pada porositas yang dapat disesuaikan, yang memungkinkan desain rasional bahan karbon untuk mencapai kinerja superkapasitor yang diinginkan. Karya ini menyajikan sintesis karbon aktif dari limbah cangkang udang dan aplikasinya untuk elektroda superkapasitor, dengan perlakuan aktivasi menggunakan asam fosfat (H3PO4) dan doping nitrogen (N-doped). Konsentrasi aktivator bervariasi pada 3, 6, dan 9 M; sedangkan rasio N-doped adalah 1:3, 1:5, dan 1:7. Karakteristik karbon aktif dan elektroda superkapasitor dianalisis dengan BET, SEM, CV, dan GCD. Bahan yang dihasilkan menunjukkan struktur mikropori yang amorf dan mendominasi. Peningkatan konsentrasi aktivasi menghasilkan area permukaan spesifik yang lebih kecil, dari 17,522 menjadi 9,509 m2 g−1. Sifat elektrokimia dari karbon aktif ini untuk aplikasi superkapasitor diselidiki melalui voltametri siklik, pengisian-pengosongan galvanostatik, dengan elektrolit KOH. Karbon aktif terbaik yang dihasilkan adalah mesopor dengan area spesifik tertinggi sebesar 17,522 m2/g, diperoleh pada 3 M H3PO4 dan rasio doping nitrogen 1:3. Pada konsentrasi aktivator dan rasio doping nitrogen yang sama (3 M; 1:3), kapasitan tertinggi yang diperoleh adalah 16,320 Farad, dengan arus pengisian dan pengosongan berhenti pada 475 detik dan 1235 detik, masing-masing. Karya ini menunjukkan pemanfaatan limbah cangkang udang yang efisien dan berkelanjutan sebagai sumber karbon untuk aplikasi superkapasitor dan menyoroti nilainya dalam ekonomi sirkular.

Conclusion

Elektroda superkapasitor dibuat dari sumber daya alami yang terbarukan, rendah biaya, melimpah, dan berkelanjutan (yaitu limbah cangkang udang), dengan perlakuan aktivasi menggunakan N-doping dan H3PO4.Konsentrasi aktivator H3PO4 dan penambahan doping nitrogen dari urea diketahui mempengaruhi karakteristik karbon aktif dalam hal morfologi permukaan dan permukaan spesifik, serta sifat elektrokimia superkapasitor dalam hal kapasitansi dan siklus pengisian-pengosongan arus.Efek ini kemungkinan disebabkan oleh peningkatan pembentukan pori dan peningkatan sifat struktural yang memfasilitasi difusi ion.Dalam rentang konsentrasi H3PO4 dan rasio doping nitrogen yang dipelajari, permukaan spesifik tertinggi dari karbon aktif dan kapasitansi superkapasitor diperoleh pada konsentrasi 3 M dan rasio doping 1.3, yaitu 17,522 m2/g dan 16,3 Farad, secara berturut-turut.Kinerja pengisian dan pengosongan superkapasitor yang terbaik juga diperoleh pada 3 M H3PO4 dan rasio doping nitrogen 1.3, yaitu waktu pengisian 475 detik dan waktu pengosongan 1235 detik.

Future Research

Untuk penelitian lanjutan, dapat dilakukan penyelidikan lebih lanjut mengenai potensi penggunaan limbah selain cangkang udang sebagai sumber karbon aktif, seperti limbah biomassa lainnya yang melimpah. Selain itu, penelitian juga dapat mengeksplorasi pengaruh variasi suhu pada proses aktivasi dan bagaimana hal ini memengaruhi struktur pori serta sifat elektrokimia dari karbon aktif yang dihasilkan. Selanjutnya, penting untuk mempertimbangkan aplikasi masa depan dari superkapasitor ini dalam skala yang lebih besar dengan mengkaji dampak lingkungan dan ekonomi dari penggunaan material yang terdaur ulang dalam pembuatan elektroda ini.

References

1. Vol 9, No 3. http ijpeds table contents winding arrangement type hollow rotor bldc motor farina sulaiman... doi.org/10.11591/ijpeds.v9.i3Vol 9 No 3 http ijpeds table contents winding arrangement type hollow rotor bldc motor farina sulaiman doi 10 11591 ijpeds v9 i3

Metadata

File size	533.75 KB
Pages	10
DMCA	Report