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
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
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)
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
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
Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
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
Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
-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 Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Top Related