UPIUPI

Indonesian Journal of Science and TechnologyIndonesian Journal of Science and Technology

Komposit reduced graphene oxide (rGO) dan oksida logam (Cu,Zn) disintesis menggunakan teknik hidrotermal satu langkah. Peran oksida (Cu,Zn) terhadap sifat fisik dan elektrokimia komposit diselidiki. Komposit terdiri dari berbagai bentuk nanobunga ZnO dan mikrosfer, serta nanolempeng dan bentuk oktahedron oksida Cu. Oksida (Cu,Zn) terbentuk di antara lapisan rGO dan teramati pada komposit rGO-ZnO, rGO-CuO, dan rGO-CuO-ZnO. Keberadaan ZnO, CuO, dan rGO dalam struktur komposit juga dikonfirmasi melalui analisis struktur kristal, mikrostruktur, dan gugus fungsional permukaan. Beberapa sisa impuritas dari surfaktan memberikan perbedaan signifikan dalam kinerja elektrokimia komposit. Nilai kapasitansi spesifik komposit rGO, rGO-ZnO, rGO-CuO, rGO-(0.5CuO-0.5ZnO), dan rGO-(0.25CuO-0.75ZnO) berturut-turut adalah 9,32; 58,53; 54,14; 25,21; dan 69,27 F/g. Pembentukan struktur oksida logam ganda serta penetrasi ke dalam lembaran rGO secara signifikan dapat meningkatkan sifat elektrokimia superkapasitor.

Metode hidrotermal satu langkah berhasil digunakan untuk mensintesis komposit rGO, rGO-ZnO, rGO-CuO, dan rGO-(CuO-ZnO) sebagai bahan elektroda superkapasitor.Reduksi GO dan pertumbuhan langsung oksida logam pada lembaran rGO terjadi selama proses hidrotermal.Partikel oksida ZnO menunjukkan bentuk serat, nanobunga, dan mikrosfer, sementara oksida Cu menunjukkan bentuk nanolempeng dan oktahedron.Kapasitansi spesifik dan kepadatan energi komposit rGO berbasis meningkat signifikan dengan keberadaan ZnO, CuO, atau CuO-ZnO, terutama pada komposit rGO-(0.75ZnO) yang mencapai 69,27 F/g dan 9,93 Wh/kg.Modifikasi struktural, yaitu penetrasi oksida logam ke dalam lembaran rGO, secara signifikan meningkatkan kinerja superkapasitor.

Penelitian lanjutan dapat mengkaji bagaimana pengaruh variasi rasio CuO terhadap ZnO dalam komposit rGO terhadap stabilitas siklus jangka panjang superkapasitor, terutama pada kondisi suhu ekstrem, karena temuan menunjukkan bahwa komposit dengan dominasi ZnO memiliki kinerja terbaik namun belum diuji ketahanannya terhadap penuaan. Selain itu, perlu diteliti apakah penggantian proses hidrotermal dengan metode sintesis ramah lingkungan seperti elektrodeposisi atau sintesis mikrogel dapat meminimalkan sisa surfaktan yang mengganggu kinerja, sekaligus meningkatkan distribusi seragam oksida logam di permukaan rGO. Terakhir, studi tentang mekanisme transport ion dan konduktivitas listrik pada antarmuka rGO-oksida logam menggunakan simulasi komputasi dapat menjelaskan mengapa struktur nanobunga ZnO dan nanolempeng CuO yang terintegrasi dalam lapisan rGO mampu meningkatkan kapasitansi lebih dari enam kali lipat dibanding rGO murni, sehingga memungkinkan desain elektroda berbasis komposit dengan optimasi morfologi yang lebih tepat.

File size1.28 MB
Pages16
DMCAReportReport

ads-block-test