Pembuatan karbon aktif dari kulit jeruk untuk elektroda superkapasitor

Abstract

Lithium ion capacitor (LIC) merupakan superkapasitor hybrid yang memiliki densitas energi dan daya yang lebih besar daripada superkapasitor dan baterei lithium. Akan tetapi kapasitas LIC dibatasi oleh performansi karbon aktif sebagai katodanya. Penelitian ini akan mengkaji karbon aktif yang berasal dari limbah kulit jeruk sebagai katoda LIC yang memiliki karakteristik seperti elektroda EDLC. Karbon aktif yang diperoleh lebih lanjut dimodifikasi untuk meningkatkan performansi elektrokimianya. Pembuatan karbon aktif menggunakan metode aktivasi kimia dengan variasi jenis (ZnCl2 dan KOH), dan rasio impregnant serta temperatur karbonisasi. Karbon aktif dengan impregnant ZnCl2 rasio 1:2 temperatur 500oC dipilih untuk dimodifikasi, karena luas permukaan yang besar (1200 m2/g) dan struktur pori yang cenderung micropore. Modifikasi dilakukan dengan menggunakan oksidasi basah (HNO3 65%, H2SO4 98%, dan H2O2 30%) dengan rasio 1:1 (b/b). Karakteristik dan morfologi sampel diketahui dengan metode BET (luas area dan pori-pori), XPS (gugus fungsional), dan SEM. Karakteristik elektrokimia dipelajari dengan analisa cyclic voltammetry (CV), Galvanostatik dan Impedansi. Sel uji berupa half cell dengan elektroda referens berupa logam Li dengan elektrolit 1 M LiPF6 (EC:EMC:DMC = 1:1:1). Modifikasi yang dilakukan memberikan peningkatan gugus oksigen dalam karbon aktif. Hal ini menyebabkan peningkatan kapasitansi sel (sampai 2,1x pada tes galvanostatik), akan tetapi tidak memberikan kestabilan yang diharapkan. Sampel karbon aktif tanpa perlakuan memberikan kapasitansi sebesar 51,7 F/g pada scan rate 1 mV/s dengan rentang voltase 2,5-4 V.