makalah baterai litium sulfur

download makalah baterai litium sulfur

of 15

  • date post

    02-Jun-2018
  • Category

    Documents

  • view

    233
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of makalah baterai litium sulfur

  • 8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

    1/15

    MAKALAH PETROKIMIA DAN POLIMER

    POLIMER ELEKTROLIT UNTUK BATERAI LITHIUM /

    SULFUR

    Bisma Wiranegara (J3L112064)

    Rahmadani Lestari (J3L112015)

    PROGRRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA

    PROGRAM DIPLOMA

    INSTITUT PERTANIAN BOGOR

    2014

  • 8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

    2/15

    i

    PRAKATA

    Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karenaberkat limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun

    makalah yang berjudul Polimer Elektrolit untuk Baterai Litium / Sulfur ini tepat

    pada waktunya. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Petrokimia

    dan Polimer.

    Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan

    hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa

    teratasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

    besarnya kepada Ibu Armi Wulanawati, M.Si sebagai Dosen Petrokimia dan

    Polimer dan semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini.

    Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik

    dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik yang membangun daripembaca sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan rangkuman selanjutnya.

    Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada pembaca.

    Bogor, Desember 2014

    Penulis

  • 8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

    3/15

    ii

    DAFTAR ISI

    PRAKATA I

    DAFTAR ISI II

    BAB I PENDAHULUAN 1

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1

    2.1 Polimer elektrolit 1

    2.2 Litium 1

    2.3 Sulfur 2

    2.4 Polimer Elektrolit padat dan keringpada Li / Baterai S 2

    2.5 PVDF Berbasis Gel Polimer elektrolit 3

    2.6. PVDF-HFP Berbasis Gel Polimer elektrolit 3

    BAB III BAHAN DAN METODE 4

    3.1 Alat dan bahan 4

    3.2 Metode 4

    BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 5

    BAB V PENUTUP 10

    Simpulan 10

    DAFTAR PUSTAKA 10

  • 8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

    4/15

    iii

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 1 Hasil analisis SEM (a) bubuk unsur S, (b) GNS dan (c) campuran S/GNS 6

    Gambar 2 Karakterisasi ESD dari campuran S /GNS (a) SEM GNS dilapisi partikel

    unsur S. (b) Spektrum EDS pada gambar a. (c) keberadaaan karbon pada ESD yang

    terdapat dalam gambar a. (d) Keberadaan unsur S dalam gambar a 7

    Gambar 3 Kurva XRD dari unsur S dan campuran unsur S/GNS 7

    Gambar 4 Kurva debit Pertama S dan S / GNS komposit elektroda 8

    Gambar 5 kapasitas Discharge vs nomor siklus untuk S dan S / GNS elektroda campuran9

    Gambar 6 Kurva Impedansi untuk Elektroda Campuran S dan S-GNS 9

  • 8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

    5/15

    1

    BAB I PENDAHULUAN

    Banyaknya penggunaan sumber energi yang tidak terbarukan seperti bahanbakar fosil dan cepatnya terjadi masalah lingkungan global, menyebabkan

    kehidupan masyarakat sekarang ini bergantung pada pengembangan sumber daya

    energi alternative, sumber energy seperti matahari dan angin, serta transportasi

    rendah emisi seperti kendaraan hybrid dan listrik. Baterai dengan energi densitas

    tinggi merupakan bagian penting dari kendaraan hybrid dan listrik namun belum

    memuaskan masyarakat. Baterai ion lithium sekunder (LIBs) mendominasi pasar

    untuk peralatan elektronik (misalnya, telepon selular, komputer notebook,

    camcorder), tapi secara ekonomis untuk skala besar yang diaplikasikan pada

    transportasi belum dapat dilakukan. Meskipun kemajuan yang luar biasa telah

    dicapai di bidang LIBs, oksida logam transisi dan fosfat biasanya digunakan

    sebagai bahan katoda yang memiliki kapasitas teoritis maksimum terbatas padasekitar 200 mAhg-1.

    Teknologi alternatif yang sedang dikembangkan secara intens saat ini adalah

    baterai lithium/sulfur (Li/S). Unsur sulfur memiliki kapasitas teoritis lebih tinggi

    (1.672 mAhg-1) dan energi spesifik (2600 Whkg-1) dari bahan katoda

    konvensional. Sulfur juga merupakan bahan yang murah, berlimpah, dan sumber

    daya alam yang ramah lingkungan, sehingga dapat digunakan sebagai bahan

    katoda yang sangat menjanjikan, terutama untuk aplikasi penyimpanan energi

    skala besar. Namun, baterai Li/S kurang efisien sebagai bahan katoda, hal ini

    disebabkan karena sifat isolasi dari S dan kelarutan polisulfida di elektrolit

    organik cair. Keberhasilan operasi dari baterai Li/S telah dicapai melaluipengembangan komposit belerang dengan karbon dan polimer bahan. Dalam

    komposit tersebut, partikel S yang tertanam ke dalam karbon atau polimer

    konduktif matriks, yang meningkatkan konduktivitas elektronik dari komposit dan

    menghambat pembubaran polisulfida ke dalam elektrolit

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Polimer elektrolit

    Polimer elektrolit secara umum dapat didefinisikan sebagai membran yang

    memiliki sifat transportasi sebanding dengan solusi ion cair umum. Studi tentang

    polimer elektrolit dimulai pada tahun 1973 oleh Fenton. Namun teknologi ini

    digunakan di awal 1980-an (Shriver DF 1995). Sejak itu, sejumlah besar sistem

    elektrolit polimer telah disusun dan ditandai. sistem polimer elektrolit dibagi

    menjadi dua kategori besar, yaitu, murni elektrolit padat polimer (SPE) dan sistem

    elektrolit plasticized atau gel polimer (GPE).

    2.2 Litium

    Litium adalah suatuunsur kimia dalamtabel periodik yang memiliki

    lambang Li dannomor atom 3.Unsur ini termasuk dalamlogam alkali dengan

    warna putih perak. Dalam keadaanstandar, litium adalahlogampaling ringan

    http://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkalihttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_dan_tekanan_standarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_dan_tekanan_standarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_alkalihttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia
  • 8/10/2019 makalah baterai litium sulfur

    6/15

    2

    sekaligus unsur dengan densitas (massa jenis) paling kecil. Seperti logam-logam

    alkali lainnya, litium sangat reaktif dan terkorosi dengan cepat dan menjadi hitam

    di udara yanglembap. Oleh karena itu, logam litium biasanya disimpan dalam

    wadah yang di isiminyak anhidrat. Menurut teorinya, litium (kebanyakan 7 Li)

    adalah salah satu dari sedikit unsur yang disintesis dalam kejadianDentumanBesar walaupun kelimpahannya sudah jauh berkurang. Sebab-sebab

    menghilangnya litium dan proses pembentukan litium yang baru menjadi topik

    penting dalamastronomi. Litium adalah unsur ke-33 paling melimpah

    dibumi, namun oleh karenareaktivitasnya yang sangat tinggi membuat unsur ini

    hanya bisa ditemukan di alam dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain.

    Litium ditemukan di beberapamineralpegmatit, namun juga bisa

    didapatkan dariair asin danlempung. Pada skala komersial, logam litium

    didapatkan denganelektrolisis dari campuranlitium klorida dankalium klorida.

    Sekelumit litium terdapat dalamsamudera dan pada beberapa organisme

    walaupun unsur ini tidak berguna pada fungsi biologis manusia. Walaupundemikian, efek neurologi dari ion litium Li+membuatgaram litium sangat

    berguna sebagai obat penstabilan hati. Litium dan senyawa-senyawanya

    mempunyai beberapa aplikasi komersial, meliput ikeramik dangelas tahan

    panas,aloi dengan rasio kekuatan berbanding berat yang tinggi untukpesawat

    terbang, dan baterai litium. Litium juga memiliki tempat yang penting

    dalamfisika nuklir.

    2.3 Sulfur

    Sulfur merupakan elemen penting bagi semua kehidupan, dan secara luas

    digunakan dalam proses biokimia. Dalam reaksi metabolik, senyawa sulfur

    berfungsi sebagai bahan bakar baik dan pernafasan (oksigen-menggantikan) bahanuntuk organisme sederhana. Sulfur dalam bentuk organik hadir di biotin vitamin

    dan tiamin. Unsur sulfur memiliki kapasitas teoritis lebih tinggi (1.672 mAhg-1)

    dan energi spesifik (2600 Whkg-1) dan terdapat banyak di alam serta ramah

    ligkungan. Belerang merupakan bagian penting dari banyak enzim dan juga dalam

    molekul antioksidan seperti glutathione dan thioredoxin. Belerang organik terikat

    adalah komponen dari semua protein, sebagai asam amino sistein dan metionin.

    Ikatan disulfida sebagian besar bertanggung jawab untuk kekuatan mekanik dan

    terpecahkannya keratin protein, yang ditemukan di kulit terluarnya, rambut, dan

    bulu. sulfur.

    2.4 Polimer Elektrolit padat dan kering

    pada baterai Li / SDalam elektrolit polimer padat kering, polimer digunakan sebagai pelarut

    yang solid bersama dengan garam litium dan tidak mengandung cairan organik.

    Berdasarkan berat molekul (etilena oksida) (PEO) berbasis elektrolit polimer

    padat merupakan polimer terbaik untuk digunakan karena daya solvasi,

    kemampuan kompleksasi dan transportasi ion mereka mekanisme terhubung

    langsung dengan garam alkali (Li +). Namun, konduktivitas ionik garam PEO-

    lithium (LiX) elektrolit pada suhu kamar (10-7-10-6 S cm-1) tidak cukup tinggi

    untuk aplikasi yang paling praktis. Untuk mengatasi masalah ini, upaya penelitian

    yang konsisten telah dibuka untuk meningkatkan konduktivitas ionik PEO-LiX (X

    = ClO4-, CF3SO3-, BF4-, PF6-, dll) elektrolit polimer padat Konduktivitas dapat

    http://id.wikipedia.org/wiki/Korosihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lembaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Minyakhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dentuman_Besarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dentuman_Besarhttp://id