Pengaruh konsentrasi koh terhadap karakteristik karbon bulu ayam/pvdf sebagai elektroda perangkat penyimpan energi

Abstrak:

Teknologi berbasis device portable mengharuskan tersedianya perangkat penyimpan energi yang memadai. Salah satu bagian dari perangkat penyimpan energi adalah elektroda. Karbon bulu ayam merupakan salah satu material yang dapat digunakan sebagai elektroda perangkat penyimpan energi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisis karbon bulu ayam dengan variasi konsentrasi KOH serta sifat listrik komposit karbon bulu ayam/PVdF. Bulu ayam dipirolisis 2 kali yakni pada suhu 215 oC selama 15 jam dan pada suhu 450 oC selama 1 jam. Karbon bulu ayam diaktivasi menggunakan KOH dengan variasi konsentrasi 1, 3, dan 5M dan dipanaskan pada suhu 850 oC dengan dialiri gas N2. Hasil karakterisasi mikrosturktur menggunakan XRD menunjukkan bahwa karbon membentuk struktur graphene dan ukuran kristalitnya meningkat setelah diaktivasi. Hasil analisis luas permukaan menunjukkan karbon bulu ayam dengan aktivasi KOH 5M memeilki nilai terbesar yaitu 21,54 m2/g. Karbon bulu ayam dibuat lembaran dengan PVdF sebagai perekat dan dilapisi perak cair kemudian dikarakterisasi menggunakan RCL meter. Hasil pengujian sifat listrik menunjukkan konduktivitas seluruh sampel berkisar antara 0,0028 (S/m) sampai 0,0925 (S/m), dengan karbon aktivasi KOH 5M memiliki nilai konduktivitas dan kapasitansi area terbaik (9,87 x 10-4 F/m2). Plot nyquist menunjukkan hambatan transfer muatan berkurang dengan penambahan konsentrasi KOH.

Abstract:

Portable device-based technology requires the availability of adequate energy storage devices. One part of the energy storage device is the electrode. Chicken feather carbon is one material that can be used as an electrode for energy storage devices. This study aims to determine the physical properties of carbon chicken feathers with variations in the concentration of KOH and the electrical properties of carbon composite chicken feathers/PVdF. Chicken feathers were pyrolyzed 2 times at 215 oC for 15 hours and at 450 oC for 1 hour. Chicken feather carbon is activated using KOH with variations in concentrations of 1, 3 and 5M then heated at 850 oC with N2 gas. The results of microstructural characterization using XRD showed that carbon formed graphene structure and the size of the crystallites increased after activation. The result of surface area analysis shows that chicken feather carbon with 5M KOH activation has the largest value of 21,54 m2/g. Chicken feather carbon made sheets with PVdF as an adhesive and coated with liquid silver and then characterized using RCL meters. Electrical properties test results showed that the conductivity of all samples ranged from 0,0028 (S/m) to 0,0925 (S/m), with 5M KOH activation carbon having the best area conductivity and capacitance values (9,87 x 10-4 F/m2). The nyquist plot shows the load transfer resistance decreases with the addition of KOH concentration.

وتتطلب التكنولوجيا المحمولة القائمة على الأجهزة توافر أجهزة كافية لتخزين الطاقة. جزء واحد من جهاز تخزين الطاقة هو القطب. كربون ريشة الدجاج هو أحد المواد التي يمكن استخدامها كقطب كهربائي لأجهزة تخزين الطاقة. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد الخصائص الفيزيائية لريش الدجاج الكربوني مع اختلافات في تركيز .KOH والخصائص الكهربائية لريش الدجاج المركب الكربوني /PVdF . تم حرق ريش الدجاج مرتين في 215 درجة مئوية لمدة 15 ساعة وعند 450 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. يتم تنشيط الكربون ريشة الدجاج باستخدام KOH مع اختلافات في تركيزات1,3,5M تركيزات ثم تسخينها في درجة مئوية850 مع غاز N2. أظهرت وأظهرت نتائج التوصيف الهيكلي المجهري باستخدام KOH أن بنية الجرافين الكربونية التي تشكلت وحجم البلورات زادت بعد التنشيط. نتيجة تحليل المساحة السطحية يظهر أن الكربون ريشة الدجاج مع KOH 5M التنشيط له أكبر قيمة 21,54 m2/g. الدجاج ريشة الكربون ورقة مصنوعة مع PVdF كلاصقة والمغلفة مع الفضة السائلة ومن ثم تتميز باستخدام RCL meter . أظهرت نتائج إختبار الخواص الكهربائية أن موصلية جميع العينات تراوحت من 0,0028 إلى 0,0925 (S/m)، مع وجود KOH 5M تنشيط الكربون مع أفضل الموصلية المنطقة وقيم الكوابة (9,87 x 10-4 F/m2) . تظهر مؤامرة nyquist انخفاض مقاومة نقل الحمل مع إضافة تركيز KOH.