Sintesis dan karakterisasi MnO2 dengan pendopingan Fe3+ sebagai elektroda penyimpan energi

INDONESIA:

Mangan dioksida (MnO2) adalah salah satu metal oksida yang memiliki potensi sebagai bahan penyimpanan energi. Untuk meningkatkan sifat listrik, MnO2 didoping dengan Fe3+. Dalam penelitian ini, metode sol-gel digunakan untuk mensintesis MnO2 dengan tambahan 5,10,dan 15 mol % dopan. Spektra XRD menunjukkan semua puncak adalah alfa-MnO2 dan tidak terdapat fasa pengotor. Namun, penambahan Fe3+ menyebabkan terbentuknya fase amorf. Hasil SEM menunjukkan struktur morfologi dengan ukuran butir rata-rata yang sama, dengan kisaran 20-50 nm. Penambahan doping Fe3+ dapat meningkatkan konduktivitas, permitivitas, dan kapasitansi material. Hal ini disebabkan oleh perbedaan jari-jari atom dan jumlah elektron valensi antara MnO2 dan dopan, yang mempengaruhi difusi ion. Konduktivitas dan kapasitansi tertinggi pada MnO2 doping Fe3 + 10 mol % masing-masing 5,27 x 10-8 S/cm dan 5,36 x 10-14 F/cm.

ENGLISH:

Mangan dioxide (MnO2) is a metal oxide that has potential as an energy storage material. To improve the electrical properties, MnO2 is doped with Fe3+ and Cu2+. In this study, the sol-gel method was used to synthesize MnO2 with an addition 0.05, 0,1, and 0,15 mole of dopant. The XRD spectra showed all peaks are the alpha-MnO2 phase and there is no impurity phase. However, the addition of Fe3+ causes peak intensity decrease, thereby causing an amorphous phase. SEM results show the morphological structure with the same average grain size, with a range of 34-59 nm. Doping Fe3+ can increase the conductivity, permittivity, and capacitanceof materials. This is due to differences in atomic radii and the number of valence electrons between MnO2 and dopants, which affect ion diffusion. The conductivity and capacitance of MnO2 is doped with Fe3+ 0,1 mole of dopant each 5,27 x 10-8 S/cm and 5,36 x 10-14 F/cm.