Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAKLithium Ion Capacitor (LIC) telah menunjukkan kinerja yang menjanjikan untuk memenuhi kebutuhan akan energi tinggi dan kepadatan daya di era kendaraan listrik saat ini. Pengembangan bahan elektroda dan elektrolit dalam beberapa tahun terakhir telah meningkatkan kinerja LIC secara signifikan. Salah satu bahan aktif elektroda LIC, karbon aktif (AC) dapat disintesis dari berbagai biomassa, salah satunya adalah eceng gondok. Ketersediaannya yang melimpah dan pemanfaatannya yang rendah menjadikan eceng gondok sebagai sumber karbon aktif yang menjanjikan. Untuk mengamati sifat fisik AC yang paling optimal, penelitian ini juga membandingkan berbagai suhu aktivasi. Dalam penelitian ini, LIC sel penuh dibuat menggunakan anoda berbasis LTO dan AC yang berasal eceng gondok sebagai katoda. Sel penuh LIC selanjutnya dikarakterisasi untuk melihat sifat material dan kinerja elektrokimia. LIC turunan eceng gondok dapat mencapai kapasitansi spesifik 32.11 F / g, energi spesifik 17.83 Wh /kg dan daya spesifik 160.53 W / kg.

---

ABSTRACT

Lithium Ion Capacitor (LIC) has shown promising performance to meet the needs of the needs in high energy and power density of the era of electric vehicles nowadays. The development of electrode materials and electrolyte in recent years have been improvised LIC performance significantly. One of the active materials of LIC electrodes, activated carbon (AC) can be synthesized from various biomass, one of which is the water hyacinth. Its abundant availability and low utilization make the water hyacinth as a promising activated carbon source. To observe the most optimal physical properties of AC, this study also compares various activation temperatures. In this study, full cell LIC was fabricated using LTO based anode and water hyacinth derived AC as cathode. The LIC full cell is further characterized to see the material properties and electrochemical performance. Water hyacinth derived LIC can achieve a specific capacitance of 32.11 F/g, specific energy of 17.83 Wh/kg and specific power of 160.53 W/kg."

"Pesatnya transformasi sektor energi ramah lingkungan membuat fungsi dari sistem penyimpan energi menjadi krusial. Kapasitor lithium-ion (KLI) merupakan sistem penyimpan energi yang melengkapi kekurangan densitas daya pada baterai lithium-ion (BLI) dan densitas energi pada superkapasitor. Karakteristik luas spesifik permukaan (specific surface area, SSA) dan porositas serta properti fisik lain pada karbon aktif sebagai material katoda menentukan kapasitas muatan yang tersimpan pada KLI.

Pada penelitian ini, karbon aktif berbahan biomassa tongkol jagung dengan variasi laju alir gas nitrogen (N₂) dibuat dan dianalisis untuk mendapatkan karakteristik optimal dan pengaruhnya terhadap performa elektrokimia sel KLI. Proses karbonisasi tongkol jagung (corncob) dilakukan dalam aliran gas Argon (Ar). Aktivasi nitrgoen corncocb activated carbon (NCAC) menggunakan KOH sebagai agen kimia dan pirolisis di suhu 700°C dalam N₂ dengan laju alir sebesar 200, 300, dan 400 standard centimeter cubic per minute (sccm). Karakterisasi morfologi melalui scanning electron microscopy (SEM) dan energy dispersive x-ray (EDX) memperlihatkan bahwa ketiga NCAC memiliki sebaran pori berukuran mikro yang merata serta komposisi karbon C di atas 90%.

Pengujian Brunauer-Emmett-Teller (BET) menunjukkan sampel aktivasi kering memiliki luas SSA lebih besar daripada aktivasi basah, dimana SSA terbesar terdapat pada NCAC300 (1936 m2/g). Karakterisasi kristalinasi dan vibrasional dengan x-ray diffraction (XRD) dan Raman spectra memperlihatkan struktur ketiga NCAC berupa karbon amorf yang solid, dan NCAC300 memiliki properti fisik kristalit yang paling optimal. Ketiga sampel NCAC dijadikan material aktif katoda dan LTO sebagai material aktif anoda KLI. Analisis properti elektrokimia sel telah dilakukan melalui uji cyclic-voltammetry (CV) dan charge-discharge (CD).

Pengujain CV pada scan rate 5, 10, 15, 25, dan 50 mVs^-1 menunjukan ketiga sel memiliki kurva quasi-rectangular dengan kapasitansi spesifik terbesar dimiliki oleh KLI-200 pada 5mV/s sebesar 24.22 Fg^-1 dan rating terbaik pada scan rate tertinggi dimiliki oleh KLI-400 sebesar 8.27 Fg^-1. Kestabilan coulomb dan energi spesifik tertinggi tercapai pada KLI-300 dengan densitas energi 10.791 Wh/kg pada densitas daya 526.39 W/kg. Dari hasil ini, laju gas N₂ pada 300 sccm memberikan hasil karakterisasi dan kinerja yang optimal pada karbon aktif tongkol jagung dan KLI.

---

The rapid transformation of the environmentally friendly energy sector makes the function of energy storage system become crucial. The lithium-ion capacitor (LIC) is energy storage system which complements the gap of lack power density in lithium-ion batteries (LIB) and energy density in super-capacitor. Specific surface area (SSA), porosity, and other physical properties of activated carbon (AC) as cathode materials determine the load capacity stored at LIC.

In this study, AC from corncob as biomass with variations flow rate of nitrogen gas (N₂) was made and analyzed to obtain characteristic and their effect on the electrochemical performance of LIC. The carbonization process is carried out in the Argon gas (Ar). Activation was prepared using KOH and pyrolisis at 700°C with flow rate of N₂ at 200, 300, and 400 standard centi-meter cubic per minute (sccm). Morphological characterization through scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray (EDX) showed that all NCACs had evenly distributed microporous with carbon C contained in surface area above 90%.

The Brunauer-Emmet-Tller (BET) test exposed that dry activation had a greater SSA than wet activation, where the largest SSA is found in NCAC300 (1936m²/g). Characterization of crystallite and vibrational with x-ray diffraction (XRD) and Raman spectra revealed the all samples has solid amorphous carbon, and NCAC300 has the most optimal physical properties of crystallite. The three NCACs and LTO were used as cathode and anode active materials of LIC. Analysis of electrochemical properties of cells has been carried out through cyclic-voltammetry (CV) and charge-discharge test (CD).

CV testing on scan rates 5, 10, 15, 25 and 50 mVs^-1 show that three cells have quasi-rectangular curves with the largest capacitance owned by LIC-200 at 5mVs^-1 at 24.22 Fg^-1 and the best rating is owned by LIC-400, amounting to 8.27 Fg^-1. The highest coulomb stability and specific energy was reached at LIC-300 with an energy density of 10.79 Whkg^-1 at power density of 526.39 Wkg^-1. From this result, the N₂ at 300 sccm gives the most optimal characterization and performance results on LIC with corncob activated carbon."

"Lithium Ferro Phosphate (LiFePO4) adalah kandidat yang menjanjikan sebagai bahan sumber energi elektrik yang ramah lingkungan. Penambahan Ni komposit dalam baterai berbasis Li-ion dapat meningkatan performa dari baterai LiFePO4. Dalam penelitian ini, LiFePO4 akan disintesis dengan menggunakan Fe2O3, H3PO4, dan LiOH melalui cara solid-state dan dilakukan perlakuan panas yaitu sintering. Setelah itu, prekursor dikompositkan dengan tiga variasi penambahan konten Nikel dalam % berat, yaitu 5, 7 dan 10% melalui metode solid-state dengan ball mill diberi label LFP/5-Ni, LFP/7.5-Ni dan LFP/10-Ni. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD dan SEM untuk mengamati efek penambahan Nikel pada struktur dan morfologi sampel yang dihasilkan.

---

Lithium Ferro Phosphate (LiFePO4) is a promising candidate as an environmental friendly electric energy sources. The addition of Nickel composite in Lithium-ion battery based can enhance the performance of LiFePO4 batteries. In this experiment, LiFePO4 was synthesized using Fe2O3, H3PO4, and LiOH by solid-state method and heat treated with sintering process. After that, the precursor were composited with the various Nickel composition, in % wt, 5, 7.5 and 10% with solid-state method by using ball mill and labeled as LFP/5-Ni, LFP/7.5-Ni and LFP/10-Ni respectively. The characterizations were made using XRD and SEM testing. These were performed to observe the effect of Nickel addition on structure and morphology of the resulting samples."

"Li4Ti5O12 merupakan senyawa yang banyak digunakan pada anoda baterai litium ion karena sifatnya zero strain dan terhindar dari pembentukan SEI. Namun, LTO memiliki konduktifitas elektrik yang rendah 10-9 S/cm sehingga ditambahkan unsur Sn untuk meningkatkan konduktifitas elektriknya dan meningkatkan kapasitas spesifiknya. Namun, pada unsur Sn terjadi perubahan volume yang besar hingga saat proses charge/discharge. Untuk menyelesaikan masalah ini ditambahkan karbon yang telah diaktivasi karena memiliki sifat konduktifitas elektrik yang baik dan dapat menahan ekspansi volume yang terjadi. LTO-C disintesis dengan metode sol-hidrotermal sebelum dicampur dengan unsur Sn menggunakan metode mekanokimia. Variasi persentase penambahan karbon aktif yang digunakan adalah 1wt, 3wt, dan 5wt. Karakterisasi yang digunakan yaitu XRD dan SEM EDS. Untuk pengujian performa baterai dilakukan pengujian EIS, CV, dan CD. Penelitian ini membahas efek penambahan karbon aktif pada komposit LTO/Sn. Performa elektrokimia paling baik diperoleh sampel LTO3 C/15 Sn.

---

Li4Ti5O12 is a widely used compound on the lithium ion battery due to its zero strain property and could avoid SEI formation. However, LTO has a low electrical conductivity 10 9 S cm so Sn is added to increase its electrical conductivity and specific capacity. But in Sn can occur large volume changes when charge discharge process. To solve this problem activated carbon is added because it has good electrical conductivity and can withstand the volume expansion. LTO C was synthesized by sol hydrothermal method before we mix it with Sn using mechanochemical method. The variation of activated carbon addition was 1wt , 3wt , and 5wt . XRD and SEM EDS were used for material characterization. For the battery performance testing we used EIS, CV, and CD. This research will explain the effect of carbon active addition on composite LTO Sn. LTO3 C 15 Snhas the best electrochemical performance."

"Litium Titanat, Li4Ti5O12 (LTO) adalah kandidat yang menjanjikan sebagai bahan anoda baterai lithium ion. Dalam penelitian ini, Li4Ti5O12 akan disintesis dengan menggunakan metode solid-state dengan menggunakan komersial TiO2 dan komersial litium hidroksida (LiOH). Setelah itu, komersial bubuk nikel dipanaskan pada suhu 600oC selama 4 jam untuk mendapatkan NiO sebagai logam oksida transisi. Penambahan NiO ke LTO kepada semua sampel sebesar 3%. Tiga variasi penambahan lama waktu proses sintering sebesar 4 jam, 8 jam, 10 jam, diberi label sampel LTO/NiO 3% (4 jam), LTO/NiO 3% (8 jam) and LTO/NiO 3% (10 jam). Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD dan SEM untuk mengamati efek penambahan NiO pada struktur dan morfologi sampel yang dibuat. Hasil karakterisasi sampel menunjukkan bahwa penambahan NiO 3% memiliki konduktivitas lebih baik. Hasil dari tes Electrochemical Impedance Spectroscopy juga menunjukkan LTO/NiO 3% (4 jam) memiliki konduktivitas terbaik dengan nilai resistansi terkecil

---

Lithium titanate, Li4Ti5O12 (LTO) is a promising candidate as lithium ion battery anode material. In this investigation, Li4Ti5O12 was synthesized with solid-state method by using TiO2 with the help of lithium hydroxide (LiOH) and nickel powder as the precursor materials, resulting in LTO. Commercial nickel powder was heated at 600oC for 4 hours to obtain NiO as transition metal oxide. NiO addition to the LTO for all samples is 3% in weight%. Three variations of different sintering holding time for 4 hours, 8 hours and 10 hours labelled as LTO/NiO 3% (4 hours), LTO/NiO 3% (8 hours) and LTO/NiO 3% (10 hours), respectively. The characterizations were made using XRD and SEM testing. These were performed to observe the effect of NiO addition and different holding time on structure and morphology of the resulting samples. The result showed that the addition of NiO will make the samples have better conductivity. According to Electrochemical Impedance Spectroscopy, LTO/NiO 3% (4 hours) also has the best conductivity with the lowest resistivity."

"Litium-Ferrous-Fosfat, LiFePO4 (LFP) adalah kandidat yang menjanjikan sebagai bahan katoda baterai lithium ion. Dalam penelitian ini, LFP akan disintesis dengan menggunakan Fe2O3 melalui cara solid-state dengan bantuan H3PO4 and LiOH•H2O. Setelah itu, nikel akan ditambahkan ke LFP secara komposit. Penambahan konten glukosa sebagai sumber karbon akan dilakukan dengan tiga variasi, 6%, 8% dan 10%. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD dan SEM untuk mengamati efek variasi konten karbon pada struktur dan morfologi sampel yang dihasilkan.

---

Lithium-iron-phosphate, LiFePO4 (LFP) is one of promising candidate in development of battery cathode. In this experiment, the LFP will be synthesize using Fe2O3, H3PO4 and LiOH•H2O as precursors through solid-state process. Nickel will be added to the LFP/C to improve the properties of LFP/C. The addition of varies glucose content as a carbon source will be done, 6%, 8% and 10%. Material characterization of the samples will be done by using Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD) to observe the effect of glucose content on the material structure and morphology."

"Litium titanat Li4Ti5O12 merupakan salah satu material yang sedang dikembangkan sebagai anoda pada baterai litium ion. Kelebihan litium titanat diantaranya memiliki sifat zero-strain yaitu tidak terjadi perubahan volume atau perubahan volume yang sangat rendah (<1%) saat charge dan discharge, tidak menimbulkan SEI, dan dapat digunakan untuk high rate. Namun litium titanat memiliki kelemahan berupakonduktivitas listrik dan kapasitas yang rendah. Oleh karena itu perlu dikombinas ika n dengan bahan lain yang memiliki kapasitas tinggi seperti silikon dan bahan yang memilik i konduktivitas listrik tinggi seperti karbon. Dalam penelitian ini komposit Li4Ti5O12-C/Si Nano dibuat untuk mendapat anoda dengan kapasitas dan konduktivitas listrik yang tinggi. Karbon ditambahkan dengan variasi 1, 3, dan 5 wt% pada saat proses sol-gel, sedangkan Si nano ditambahkan sebesar 10 wt% dari total material aktif pada pembuatan slurry. Karbon yang ditambahkan merupakan karbon aktif yang sebelumnya telah dilakukan proses aktivasidengan menggunakan NaOH.Karbon aktif hasil aktivasi dilakukan karakterisasi BET dan SEM-EDS. Sementara, komposit Li4Ti5O12-C/Si Nano di karakterisasi dengan XRD danSEM-EDS, sertadilakukan pengujian EIS, CV, dan CDuntuk mengetahui performa elektrokimia baterai. Karbon aktif memiliki luas permukaan spesifik sebesar 490,007 m2/g serta ditemukan pori pada struktur mikro karbon aktif. Berdasarkan hasil uji EIS diperoleh bahwa konduktivitas listrik tertinggi terdapat padaLi4Ti5O12-1%C/Si Nano. Kapasitas spesifik tertinggiberdasarkan hasil uji CVterdapat pada Li4Ti5O12-3%C/Si Nanoyaitu sebesar 168 mAh/g.Kapasitas charge-discharge tertinggi pada current rate 0,2 C sampai 20 C berdasarkan hasil uji CD terdapat pada Li4Ti5O12-5%C/Si Nano.

---

Lithium titanate is one of the materials being developed as anode in Li-ion battery. Lithium titanate has zero-strain properties that does notvolume change or very low volume change (<1%) at charge and discharge, does not cause SEI, and can be used for high rate. However, lithium titanate has a weakness such aslowelectrical conductivit y and low capacity. Therefore,it needs to be combined with high-capacity materials such as silicon and materials that have high electrical conductivity such as carbon.

In this study,the composite Li4Ti5O12-C/Si Nano was made toobtain an anode with high capacity and electricalconductivity. Carbon is added with a variation of 1, 3, and 5 wt% during the sol-gel process, while Si nano is added by 10wt% of the total activematerialingred ie nt in the slurry making. The carbon added is activated carbon which has previously been activated by using NaOH. Activated carbon as activation result ischaracterized by BET and SEM-EDS. Composite Li4Ti5O12-C/Si nano is characterized by XRD and SEM-EDS. Then, to determine the battery performance, EIS, CV, and CD testwere conducted. Activated carbon has a specific surface area of 490.007 m2/g and found pores in the micro structureof activated carbon.

Based on EIS test results obtained that the highest electrical conductivity is found in Li4Ti5O12-1%C/SiNano. The highest specific capacity based on CV test resultsis found inLi4Ti5O12-3%C/Si Nanowhich is168 mAh/gand the highest charge-discharge capacity at current rate 0,2 C to 20 C based on CD test results is found in Li4Ti5O12-5%C/SiNano."

"Eceng gondok sebagai gulma air berkembang dengan sangat pesat dalam perairan tawar. Ia sangat potensial untuk dikembangkan sebagai energi terbarukan. Dengan tingginya kandungan karbon dan lignin, ia dapat dimanfaatkan untuk pembuatan biochar sebagai elektroda superkapasitor. Superkapasitor terdiri atas elektroda, elektrolit berupa KOH, binder berupa PVA, crosslinking agent berupa asam sitrat, dan separator berupa kertas saring. Elektroda dengan impregnasi nikel akan dijadikan sebagai superkapasitor simetris, sedangkan untuk superkapasitor asimetris digunakan hasil impregnasi nikel sebagai anoda dan hasil impregnasi Fe2O3 sebagai katoda. Dalam penelitian ini, digunakan 3 variabel bebas berupa persentase berat impregnasi logam, waktu aktivasi, dan konsentrasi elektrolit. Setelah dirangkai menjadi superkapasitor, hasil sampel dari seluruh variasi diuji dengan multimeter digital untuk mengetahui nilai kapasitansinya. Sampel yang berhasil memperoleh nilai kapasitansi tertinggi (146,72 F/g) adalah sampel 26, yaitu superkapasitor asimetris dengan 15% bahan impregnasi pada setiap sisi elektrodanya, waktu aktivasi selama 90 menit, dan elektrolit KOH sebesar 6 M. Hal tersebut menunjukkan bahwa terdapat efek sinergis dari penggunaan bahan impregnasi yang berbeda pada kedua elektroda, serta terdapat pengaruh dari adanya variasi ketiga variabel bebas tersebut. Hasil SEM EDX menunjukkan permukaan biochar dengan distribusi pori yang banyak. Hasil XRF menunjukkan komposisi biochar dan akurasi proses impregnasi yang baik. Hasil FTIR menunjukkan adanya intensitas gugus fungsional yang lebih tinggi dengan adanya peningkatan persentase bahan impregnasi. Hasil band gap energy menunjukkan sampel 26 memiliki sifat semikonduktor dengan band gap energy sebesar 1,0793 eV. Oleh karena itu, seluruh hasil karakterisasi menunjukkan bahwa biochar eceng gondok hasil pirolisis, impregnasi, dan aktivasi dapat berfungsi sebagai penyimpan energi yang baik.

---

Water hyacinth as a water weed grows very rapidly in fresh waters. It has great potential to be developed as renewable energy. With its high carbon and lignin content, it can be used to make biochar as a supercapacitor electrode. The supercapacitor circuit consists of electrodes, KOH electrolyte, PVA as binder, citric acid as crosslinking agent, and filter paper as separator. Electrodes with nickel impregnation will be used as symmetric supercapacitors, while for asymmetric supercapacitors the nickel impregnation is used as anode and Fe2O3 impregnation as cathode. In this research, 3 independent variations were used, including the weight percentage of metal impregnation, activation time, and electrolyte concentration. After being assembled as a supercapacitor, the sample results from all variations were tested with a digital multimeter to determine the capacitance value. The sample with highest capacitance value (146,72 F/g) was sample 26, which was an asymmetric supercapacitor with 15% impregnation material on each side of the electrode, an activation time of 90 minutes, and a KOH electrolyte of 6 M. This shows that there is a synergistic effect from the use of different impregnation materials on both electrodes, and there is an influence from variations in the 3 independent variables. SEM EDX results show the biochar surface with a large distribution of pores. XRF results show the biochar composition and good accuracy of the impregnation process. FTIR results show a higher intensity of functional groups with an increase in the percentage of impregnating material. Band gap energy results show that sample 26 has semiconductor properties with a band gap energy of 1.0793 eV. Therefore, all the characterization results show that water hyacinth biochar resulting from pyrolysis, impregnation, and activation can function as a good energy storage."