Sintesis material komposit karbon-sulfur dari karagenan dengan karbonisasi hidrotermal dan aktivasi kimia – ZnCl2

Abstract

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil rumput laut merah terbesar di dunia. Persediaan dan produksi rumput laut terus meningkat jumlahnya tiap tahunnya. Rumput laut merah dapat diekstraksi untuk dijadikan karagenan. Karagenan di Indonesia sangat sering digunakan dalam bidang pangan atau farmasi sebagai bahan pengental. Karagenan merupakan biomassa yang memiliki potensi sebagai bahan utama pembuatan karbon aktif. Penilitian ini akan dilakukan untuk membuat karbon aktif dan disintesiskan dengan sulfur untuk membentuk komposit karbon-sulfur yang akan digunakan untuk baterai litium-sulfur. Penelitian ini akan dilakukan melalui tahap karbonisasi hidrotermal, aktivasi kimia, dan difusi sulfur. Hydrochar akan diperoleh dengan dilakukan proses karbonisasi hidrotermal dalam kondisi pemanasannya 200oC selama 24 jam didalam reaktor autoklaf. Setelah proses karbonisasi hidrotermal sudah selesai akan dilakukan aktivasi kimia dengan mencampurkan hydrochar yang terbentuk dari proses karbonisasi hidrotermal dengan ZnCl2 dengan rasio massanya yaitu 1:2 dan 1:4 antara hydrochar dan ZnCl2. Aktivasi akan dilanjutkan dengan pemanasan dalam kondisi temperatur 900oC selama 1 jam. Karbon aktif yang dihasilkan akan dilakukan analisis luas permukaan, morfologi, dan kristalinitas. Analisis karbon sulfur akan dilakukan menggunakan metode SEM dan XRD. Lalu akan dilakukan difusi lebur untuk membentuk komposit karbon sulfur dengan mengsintesis karbon aktif dengan sulfur dengan rasio massa 1:3. Karagenan jenis iota memberikan hasil perolehan karbon aktif, dan kristalinitas yang rendah. Berdasarkan morfologinya iota memberikan gambaran pori yang lebih besar dibandingkan dengan karagenan jenis kappa dan lambda. Pengaruh penggunaan ZnCl2 pada rasio yang lebih besar akan menghasilkan nilai perolehan massa yang lebih besar dan memberikan nilai %kristalinitas yang lebih besar. Sintesis karbon sulfur dilakukan pada setiap jenis karagenan dengan rasio perbandingan 1:4 dengan kecenderungan data yang diperoleh komposisi sulfur paling tinggi (61-64%) dan %kristalinitas (44-46%). Komposit karbon sulfur menghasilkan struktur kristalin yang ditunjukan oleh puncak-puncak tajam yang dihasilkan pada analisis XRD.