Pengaruh Variasi Komposisi Karbon Aktif Cangkang Kelapa dan Grafit Terhadap Kinerja Elektroda Karbon

Abstract

SILVANA JULIANTI. Pengaruh Variasi Komposisi Karbon Aktif Cangkang Kelapa dan Grafit Terhadap Kinerja Elektroda Karbon. Dibimbing oleh ERUS RUSTAMI dan NIDYA CHITRANINGRUM. Karbon grafit dan karbon aktif dari cangkang kelapa menjanjikan sebagai elektroda untuk sel bahan bakar, superkapasitor, dan baterai lithium-ion. Penelitian ini bertujuan mengoptimalkan elektroda tersebut melalui studi komposisi, struktur, dan morfologi menggunakan metode eksperimental. Teknik karakterisasi seperti SEM-EDX, FTIR, XRD, dan BET digunakan untuk mengevaluasi properti elektroda, serta uji kadar air dan konduktivitas untuk menilai stabilitas dan kinerja elektroda. Hasil penelitian menunjukan bahwa aktivasi karbon aktif cangkang kelapa (KACK) dapat meningkatkan kandungan karbon hingga 82,30% dan menghasilkan truktur pori-pori yang lebih optimal, seperti yang terlihat pada uji SEM. Unsur-unsur seperti Ca, Al, Si, Mg, dan K pada KACK meningkatkan luas permukaan, kapasitas adsorpsi, dan stabilitas termal, sementara keberadaan Fe berkontribusi pada peningkatan konduktivitas, meskipun sedikit mengurangi luas permukaan. KACK juga memiliki kristalinitas yang 60% lebih rendah dibandingkan grafit, yang dapat memfasilitasi aliran elektron. Gugus fungsi seperti OH, C=O, dan C-O pada KACK mendukung kapasitansi dan stabilitas elektroda. Penambahan KACK hingga 30% menghasilkan kinerja elektroda yang optimal, sedangkan penambahan di atas 30% cenderung menurunkan kinerja. Selain itu, sifat hidrofobik KACK meningkatkan stabilitas dalam aplikasi energi jangka panjang.

SILVANA JULIANTI. Effect of Varying Composition of Coconut Shell Active Carbon and Graphite on Carbon Electrode Performance. Supervised by ERUS RUSTAMI and NIDYA CHITRANINGRUM. Graphite carbon and activated carbon from coconut shells show promise as electrodes for fuel cells, supercapacitors and lithium-ion batteries. This research aims to optimize these electrodes through composition, structure and morphology studies using experimental methods. Characterization techniques such as SEM- EDX, FTIR, XRD, and BET are used to evaluate electrode properties, as well as water content and conductivity tests to assess electrode stability and performance. The research results show that activation of coconut shell activated carbon (KACK) can increase the carbon content by up to 82.30% and produce a more optimal pore structure, as seen in the SEM test. Elements such as Ca, Al, Si, Mg, and K in KACK increase the surface area, adsorption capacity, and thermal stability, while the presence of Fe contributes to increased conductivity, although it slightly reduces the surface area. KACK also has 60% lower crystallinity than graphite, which can facilitate electron flow. Functional groups such as OH, C=O, and C-O in KACK support electrode capacitance and stability. The addition of KACK up to 30% produces optimal electrode performance, while additions above 30% tend to reduce performance. Additionally, KACK's hydrophobic properties improve its stability in long-term energy applications.