Pengaruh Doping Nitrogen pada Arang Aktif Eceng Gondok terhadap Kinerja Baterai Lithium Sulfur

Sulfur memiliki kapasitas spesifik teoretis tinggi 1.675 mAh/g sehingga cocok untuk dijadikan <br /> katoda baterai lithium. Namun dalam praktiknya terdapat beberapa masalah yang membatasi <br /> komersialiasi dari baterai Li-S. Salah satu masalah yang besar adalah sifat insulasi sulfur dan <br /> penurunan kapasitas yang besar untuk tiap siklusnya yang disebabkan oleh shuttle effect.<br /> Penggunaan komposit karbon-sulfur menjadi salah satu cara untuk memberikan matriks bagi <br /> sulfur dengan konduktivitas tinggi yang paling sederhana menggunakan karbon aktif. <br /> Peningkatan stabilitas kapasitas baterai bisa dilakukan dengan ikatan polar-polar melalui<br /> doping heteroatom salah satunya adalah N. Doping N pada karbon aktif diketahui mampu <br /> meningkatkan konduktivitas dan membantu proses pengikatan polisulfida pada baterai Li-S. <br /> Metode doping yang digunakan adalah metode solid-state doping dengan dopan urea rasio <br /> (1:1). Material biomassa yang digunakan adalah eceng gondok dengan suhu karbonisasi 600 <br /> dan activator ZnCl2 30%. Metode pembuatan komposit yang digunakan adalah difusi leleh <br /> dengan rasio (AAEGN:S) 1:2,5 dan 1:3,5. Pembuatan slurry katoda dengan mencampurkan <br /> komposit dengan perekat PVDF yang dilarutkan dengan NMP dan acetylane black <br /> perbandingan (80:10:10)wt% yang kemudian dibuat menjadi lembaran katoda dengan <br /> melapiskan slurry ke kolektor alumunium foil dengan variasi ketebalan katoda 100 dan 200 <br /> &amp;#956;m. Didapat luas permukaan spesifik arang aktif 209,673 m2<br /> /g dan nilai konduktivitas listrik <br /> sebesar 4,1624 x 10-2<br /> S/cm yang menunjukan peningkatan dibandingkan kasus non doping. <br /> Doping yang dilakukan telah berhasil dibuktikan dengan eksistensi imine pada AAEGN dan <br /> juga kemungkinan Pyridine N. Komposit memiliki kandungan sulfur dan N sebesar <br /> 62,90%(EDS)/65,8%(TGA) dan 4,48 % untuk variasi 1:2,5 serta 68,98% dan 2,74 % untuk <br /> variasi 1:3,5. Diperoleh kandungan sulfur pada katoda sebesar 4,93 mg/cm2<br /> dan 5,28 mg/cm2<br /> . <br /> Kapasitas pengosongan awal variasi 1:2,5 200&micro;m sebesar 422,87 mAh/g yang menunjukan <br /> peningkatan sebesar 110,87 mAh/g dibanding kasus non doping yang disebabkan tingginya <br /> sulfur loading, dan eksistensi N yang mampu menaikan konduktivitas arang aktif. Pada variasi <br /> 1:3,5 didapat kapasitas pengosongan awal yang terlampau kecil sebesar 27,10 mAh/g <br /> dikarenakan konduktivitas komposit kecil (orde 10-5<br /> ). Siklibilitas baterai pada variasi 1:2,5 <br /> untuk 20 siklus pertama tergolong baik yang menjadi indikasi keberhasilan doping N dalam <br /> mencegah terjadinya shuttle effect

Indonesia

arang aktif, baterai Li-S, doping, eceng gondok, ikatan polar-polar.

Thu Aug 31 2023 14:50:59 GMT+0000 (Coordinated Universal Time)

false

Belum Ada Data