Pengaruh konsentrasi karbon aktif doping boron terhadap sifat fisis dan sifat listrik material elektroda superkapasitor

INDONESIA:
Karbon aktif memiliki luas permukaan besar dan konduktivitas baik sehingga banyak digunakan sebagai elektroda superkapasitor, namun performanya masih dapat ditingkatkan melalui pendopingan heteroatom seperti boron. Penelitian ini bertujuan mengoptimalkan sifat fisis dan listrik karbon aktif dengan variasi doping boron 0 M, 0,5 M, 1 M, dan 1,5 M menggunakan karakterisasi FTIR, BET, dan LCR meter. Hasil FTIR menunjukkan struktur grafitik tetap stabil, namun boron memodifikasi gugus fungsi permukaan. Uji BET menunjukkan bahwa doping 1 M menghasilkan peningkatan luas permukaan mikropori tertinggi sebesar 73,667 m²/g dibandingkan 10,897 m²/g pada tanpa doping. Pada pengujian listrik, sampel 1 M memiliki nilai kapasitansi tertinggi 1,1×10⁻¹¹ F, konduktivitas meningkat, serta impedansi menurun. Dengan demikian, konsentrasi boron 1 M merupakan kondisi paling optimal untuk meningkatkan performa karbon aktif sebagai material elektroda superkapasitor.

ENGLISH:
Activated carbon is widely utilized as an electrode material for supercapacitors due to its high surface area and good electrical conductivity; however, its performance can still be enhanced through structural engineering and chemical modification, such as heteroatom doping with boron. This study aims to optimize the physical and electrical properties of activated carbon by varying boron doping concentrations of 0 M, 0.5 M, 1 M, and 1.5 M, characterized using FTIR, BET, and LCR meter analysis. FTIR results confirm that the graphitic structure remains stable while boron modifies the surface functional groups. BET analysis indicates that the 1 M boron-doped sample exhibits the highest micropore surface area of 73.667 m²/g compared to 10.897 m²/g in the undoped sample. Electrical characterization reveals that the 1 M sample also achieves the highest capacitance of 1.1×10⁻¹¹ F, along with increased conductivity and reduced impedance. Therefore, the 1 M boron doping concentration is considered the most optimal for improving the performance of activated carbon as a supercapacitor electrode material.

ARABIC:
يُستخدم الكربون المُنشَّط على نطاق واسع كمادة قطب كهربائي في المكثفات الفائقة نظرًا لمساحته السطحية العالية وموصليته الكهربائية الجيدة، إلا أن أدائه ما يزال قابلًا للتحسين من خلال تعديل البنية والتركيب الكيميائي، مثل التشويب بذرات الهترو مثل عنصر البورون. يهدف هذا البحث إلى تحسين الخصائص الفيزيائية والكهربائية للكربون المنشط عن طريق تغيير تراكيز تشويب البورون بمقادير 0 مول، 0.5 مول، 1 مول، و1.5 مول، مع إجراء تمييز باستخدام تقنيات FTIR وBET وجهاز LCR. تشير نتائج FTIR إلى أن البنية الجرافيتية تبقى مستقرة بينما يعمل البورون على تعديل مجموعات السطح الوظيفية. كما تُظهر نتائج BET أن العينة المشوبة بتركيز 1 مول تحقق أعلى مساحة سطحية للمسامات الدقيقة بمقدار 73.667 م²/غرام مقارنةً بـ 10.897 م²/غرام للعينة غير المشوبة. أما التحليل الكهربائي فقد أظهر أن عينة 1 مول تمتلك أعلى سعة كهربائية بقيمة 1.1×10⁻¹¹ فاراد مع زيادة في التوصيلية وانخفاض في الممانعة. بناءً على ذلك، يُعد تركيز البورون 1 مول هو الأنسب لتحسين أداء الكربون المنشط كمادة قطب كهربائي للمكثفات الفائقة