Studi Ab Initio Terhadap Sifat Heterostruktur Borofena-Grafena sebagai Anoda Baterai Natrium Ion

Abstract

Penggunaan baterai sebagai perangkat penyimpanan energi hampir digunakan pada semua perangkat elektronik. Baterai adalah sel elektrokimia yang terdiri dari sepasang elektroda (katoda-anoda) dan elektrolit, sel ini berfungsi sebagai sumber energi listrik. Konsumsi lithium pada tahun 2017 meningkat dan permintaan LCE (Lithium Carbonate Equivalent) mencapai 214 KT dimana 41% digunakan pada industri baterai Baterai Na-ion mendapat perhatian lebih sebagai alternatif dalam mengatasi keterbatasan pengadaaan dari Lithium. Penelitian ini menggunakan Density Functional Theory untuk mengetahui nilai adsorpsi, kapasitas dan jarak interspasial kandidat anoda yaitu heterostruktur Borofena-Grafena dengan ion Na. Hasil penelitian menunjukkan bahwa heterostruktur borofena-grafena memiliki jarak interlayer yang cukup untuk menampung interkalasi Na. Energi adsorpsi Na terbesar sebesar -2,02 eV terjadi pada interlayer heterostruktur. Dengan energi adsorpsi tersebuat dapat menghasilkan kapasitas energi maksimum sekitar 693 mAh g^(-1). Energi aktivasi mobilitas ion Na pada heterostruktur kurang dari 0.2 eV, hal ini menunjukkan tingginya difusivitas ion Na pada anoda heterostruktur Borofena-Grafena.

Most of battery utilization as energy storage use in most electronic device. Battery is electrochemical cell that consist of electrode (Cathode-Anode) and electrolite, this cell is used as electrical source. Comsumption of Lithium in 2017 increased and LCE (Litium Carbonate Equivalent) demand reach 214 KT which 41% used in battery industries. Natrium ion battery has an attention as the alternate in solving availability challenge of Lithium. This research use Density Functional Theory to understand adsorption value, capacity and interlayer distance for the next anode for Na ion, borophene-graphene heterostructures. The results show that the heterostructure borophene-graphene has a sufficient interlayer distance to accommodate Na-intercalation. The largest Na adsorption energy is -2.02 eV occurs in the interspace heterostructure. Thus it can produce a maximum energy capacity of about 693 mAh g^(-1)The activation energy of Na ion mobility in the heterostructure is less than 0.2 eV, this indicates high diffusivity of Na ion in the borophene-graphene heterostructure anode.