Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan...

SKRIPSI

Disusun oleh :

Dhita Aprilyana W. 2309100041Rizka Nursyamsiah R. 2309100052

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng

Dr. Ir. Samsudin Affandi, M. S

Laboratorium Elektrokimia dan Korosi

Jurusan Teknik Kimia

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Tablet

HandphoneLaptopMobil Listrik

Kamera Digital







Baterai Ion Lithium

1. Primer = sekali pakai

2. Sekunder = dapat diisi ulang/rechargeable

GrafitSpecific

capacity :

372 mAh/g

Kapasitas kecil, namun konduktivitas

bagus

Magnetite

(Fe3O4)

Specific capacity:

924 mAh/g

Kapasitas besar

KELEBIHAN•Ramah Lingkungan

•Mudah didapat•Harga Murah

KEKURANGAN•Stabilitas siklis & kapasitas penyimpanan ion Li+ buruk•Cenderung terjadi proses

agregasi

Poizot Logam Transisi

Magnetite CarbonNanokomposit

Fe3O4/C

Kapasitas besar dan konduktivitas bagus

Mempelajari kinerja elektrokimiananokomposit Fe3O4/C sebagai elektroda,dimana partikel Fe3O4 dibuat dengan metode elektrokimia menggunakan continous direct current (CDC) dan pulsed direct current (PDC)




No. Peneliti Metode Hasil Penelitian

1. Fajaroh dkk

(2009)

Metode elektrokimia

dengan menggunakan

Constant Direct Current

(CDC) dengan larutan

mengandung ion OH-

Magnetit yang dihasilkan memiliki

ukuran yang uniform meskipun ada

sedikit impuriti FeOOH

2. Setyawan dkk

(2012)

Metode elektrokimia

dengan menggunakan

Pulse Direct Current (PDC)

dengan larutan

mengandung ion OH-

Magnetit yang dihasilkan stabil

terhadap suhu sampai 200oC

meskipun stabilitas terhadap asam

masih rendah

Penelitian Sintesis Nanopartikel Magnetit

No. Peneliti Metode Hasil Penelitian

1. Liu dkk (2008) Menggunakan precursor

α-Fe2O3 untuk

pembuatan Fe3O4 dan

asam sitrat sebagai

sumber karbon

Karakteristik sebagai anoda:

Kapasitas discharge awal =

1126 mAh/g

Kapasitas discharge setelah 100 kali

cycle = 394 mAh/g

2. Sadewo dan

Sumarno

(2013)

Sintesa Komposit

Fe3O4/C Sebagai Anoda

pada Baterai Ion Lithium

Komposit magnetit dapat dihasilkan

dengan proses pembuatan yang

mudah dengan bahan baku murah

namun waktu proses lebih panjang

Penelitian sintesis komposit karbon-magnetit

1. Sintesa Nanokomposit Fe3O4/C

2. Persiapan Nanokomposit Fe3O4/C sebagai Working Electrode

Skema Pyrolysis Reactor

Karbonisasi

Kondisi operasi :•Suhu : 500oC•Waktu : 2 jam•Proses berlangsung padalingkungan N2 dan H2

Sukrosa Fe3O4

Fe3O4/C sukrosa

Carbon Black

N-Methylpyrrolidone(NMP)

Fe3O4

Polyvinylidenedifluoride (PVdF)

Slurry nanokomposit

Fe3O4/C

1. Nanokomposit Fe3O4/C sukrosa

2. Nanokomposit Fe3O4/C carbon black

N-Methylpyrrolidone(NMP)

Polyvinylidenedifluoride

(PVdF)

Slurry nanokomposit

Fe3O4/C

Foil Tembaga (Cu)

Elektroda Nanokomposit

Slurry nanokomposit

Fe3O4/C

Karakterisasi Partikelnanokomposit Fe3O4/C

X-ray Diffraction (XRD)

Mengidentifikasi produk yang terbentuk

Adsorpsi-desorpsi Isothermis

Karakterisasi Kinerja ElektrokimiaNanokomposit Fe3O4/C

Cyclic Voltametry (CV)

Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)

Luas area spesifikKapasitansi dan resistansi

Kestabilan siklus dari elektroda

Pulsed DC

Continuous DC

pola standar FeOOH (JCPDS 44-1415)

pola standar Fe3O4 (JCPDS 19-0629)

Gambar 4.1 Perbandingan pola XRD sintesa partikel Fe3O4 menggunakan metode elektrokimia PDC dan CDC

XRD

Adsorpsi-desorpsi Isothermis

No. Jenis SamplePDC

Surface area(m2/g)

CDCSurface area

(m2/g)

1. Fe3O4/C sukrosa 112,93 111,58

2. Fe3O4/C carbon black 48,345 40,77

Kondisi Operasi EIS AC signal amplitude : 10 mV frequency range : 10 kHz – 0,01 Hz

Kondisi Operasi CV voltage range : -1,5 – 1,5 V scan rate : 0.001 V/s

• counter electrode(C/E) : Platina

• reference electrode(R/E) : Ag|AgCl

• working electrode(W/E) : elektroda nanokomposit

• larutan elektrolit : Na2SO4 1M


3647 Ω

0 5000 10000 150000

5000

10000

15000

Fitting

Data

-Z”(

Ω)

-Z’(Ω)

Gambar 4.2 PDC (8:1)

4761 Ω

Gambar 4.3 CDC (8:1)

-Z”(

Ω)

-Z’(Ω)

0 5000 10000 150000

5000

10000

15000

Fitting

Data

Gambar 4.4 PDC (6:2)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Fitting

Data

-Z”(

Ω)

-Z’(Ω)

Gambar 4.5 CDC (6:2)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Fitting

Data

-Z”(

Ω)

-Z’(Ω)

20300 Ω 21300 Ω


-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5-0.006

-0.004

-0.002

0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

1

2

3

4

Cu

rren

t (A

)

Applied Potential (V)Potential Applied (V) vs AgǀAgCl

Gambar 4.6 CDC Gambar 4.7 PDC

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5-0.006

-0.004

-0.002

0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

1

2

3

4

Cu

rren

t (A

)

Potential Applied (V) vs AgǀAgCl

Cyclic Voltametry (CV)

Eo Ag|AgCl = 0,222 V

Eo H+|H2 = 0 V

Puncak Arus Anodik (Ipa)Reaksi : Cu Cu+ + е 0,520 V

Puncak Arus Katodik (Ipc)Reaksi :Fe3+ + 3е Fe 0,331 V

Fe3+ + е Fe2+ 0,771 V

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5-0.006

-0.004

-0.002

0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

1

2

3

4

Cu

rren

t (A

)

Applied Potential (V)Potential Applied (V) vs AgǀAgCl

Ipa : 0,522 V

Ipc : 0,222 V

Ipc : 0,772 V

( Bard, Allen J & Faulkner, L.R, 2001)

1. Pembuatan elektroda nanokomposit Fe3O4/C berhasil dilakukan

2. Pembuatan elektroda nanokomposit Fe3O4/C yang baik adalah perekatan slurry nanokomposit Fe3O4/C pada foil tembaga harus tipis dan merata

3. Berdasarkan konduktivitas, semakin kecil resistansi nanokomposit Fe3O4/C maka semakin baik konduktivitasnya

4. Fe3O4/C carbon black memiliki surface area kecil dan konduktivitas yang baik

Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan...

Documents

Transcript of Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan...