Sintesis Dan Karakterisasi Karbon Aktif Berbasis Cangkang Kelapa Sawit Dengan Variasi Aktivator Kimia Sebagai Material Elektroda Pada Superkapasitor
| Main Authors: | Arundina, Ria Yolanda, Dr. Ir. Sandra Malin Sutan,, MP, Resti Marlina,, M.Si |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/id/eprint/189459/1/Ria%20Yolanda%20Arundina.pdf http://repository.ub.ac.id/id/eprint/189459/ |
Daftar Isi:
- Cangkang Kelapa Sawit (CKS) merupakan biomassa yang berpotensi menjadi karbon aktif karena mengandung lignoselulosa yang tinggi. Untuk mengkonversi biomassa CKS menjadi karbon aktif dibutuhkan proses seperti proses karbonisasi dan aktivasi. Karbon aktif dari biomassa memiliki potensi sebagai material elektroda pada superkapasitor hal ini dikarenakan karbon aktif dari biomassa memiliki luas permukaan yang besar, ukuran dan volume pori yang tersebar merata. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa pengaruh penambahan variasi activator kimia KOH dan ZnCl2 terhadap kadar air, kadar abu, zat terbang, dan fixed carbon pada karbon aktif. Penelitian ini juga dilakukan untuk mengamati karakteristik secara fisik dan elektrokimia. Sehingga berdasarkan penelitian ini dapat diketahui karakteristik karbon aktif terbaik yang digunakan sebagai material penyusun elektroda Superkapasitor. Proses pembuatan karbon aktif dilakukan dengan menggunakan proses karbonisasi dan aktivasi. Untuk proses karbonisasi menggunakan karbonisasi hidrotermal pada suhu 220°C selama 8 jam dengan rasio 1:8 w/w. Pada proses aktivasi dilakukan aktivasi secara kimia dan fisika. Penelitian ini menggunakan agent activator KOH dan ZnCl2 untuk aktivasi kimia dengan konsentrasi 20% w/w dengan variasi rasio sampel:aktivator kimia 1:3 dan 1:4 w/v, sampel yang sudah ditambahkan activator kimia diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 2 jam dan dikeringkan selama 3-6 jam, dilanjutkan dengan aktivasi fisika dengan pemanasan pada suhu 800°C selama 1 jam. Sintesis karbon aktif yang dilakukan dengan metode hidrotermal-pirolisis menghasilkan karbon aktif dengan gabungan mikropori dan mesopori. Metode hidrotermal-pirolisis menghasilkan fixed carbon berkisar pada 67-73%. Agent activator memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai kadar air, kadar abu, dan daya serap biru metilen namun tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai zat terbang. Hasil pengujian raman karbon aktif dengan activator KOH dan ZnCl2 sudah menunjukkan struktur karbon amorf. Pada hasil XRD puncak amorf terdeteksi pada sudut 2θ 22° dan 44° yang menujukkan puncak (002) dan (100). Ukuran krital karbon aktif dengan activator ZnCl2 lebih kecil dibandingkan dengan activator KOH. Dari hasil pengujian adsorpsi-desorpsi N2 diketahui bahwa luas permukaan BET tertinggi pada karbon aktif KOH 1:4 yaitu 804,786 m2/g dan yang terkecil pada karbon aktif KOH 1:3 yaitu 610,167 m2/g, luas permukaan karbon aktif dengan rasio agen activator 1:4 lebih tinggi dibandingkan dengan rasio 1:3. Hasil pengujian juga menunjukkan bahwa karbon aktif sudah membentuk struktur pori dengan dominasi mesopori-mikropori. Hasil pengujian Cyclic Voltammetry menujukkan bahwa karbon aktif KOH 1:4 dan ZnCl2 1:4 sudah membentuk kurva hysteresis double layer, sedangkan untuk nilai kapasitansi tertinggi pada karbon aktif KOH 1:4 pada scan rate 8 mV/s yaitu sebesar 22,516 F/g. Saran yang dapat dipertimbangkan dalam penelitian selanjutnya untuk menyempurnakan penelitian ini yaitu melakukan pengujian elektrokimia GDC untuk mengetahui rapat energi dan rapat daya dari superkapasitor.