Faris Afif, Muhammad (2021) Sintesis Magnetit secara Elektrokimia dengan Variasi Konsentrasi PVA dan Jarak Elektroda untuk Aplikasi Baterai Primer. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Baterai primer merupakan salah satu sumber energi yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi pada barang elektronik dikehidupan sehari-hari. Lebih dari 10 miliar baterai diproduksi di seluruh dunia setiap tahun. Dengan permintaan yang terus meningkat untuk perangkat penyimpanan energi elektrokimia berkinerja tinggi dan berbiaya rendah, baterai berbasis Zn sebagai anoda telah menarik perhatian luas karena kapasitas teoritis hingga 820 mAh g-1. Sementara untuk katoda bisa menggunakan nanopartikel magnetit Untuk meningkatkan kinerja metode deteksi elektrokimia dengan kapasitas teoritis tinggi (926 mAh g-1). Berbagai metode pembuatan nanopartikel magnetit telah dikembangkan, salah satunya yang sering digunakan oleh ilmuan adalah metode elektrokimia yang memiliki kelebihan yaitu kemurnian produk yang tinggi dan juga dapat dengan mudah mengontrol ukuran partikel yang diinginkan. Sintesis magnetit secara elektrokimia dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu material elektroda, arus listrik dan voltase, elektrolit,pH larutan, waktu elektrokimia, temperature, jarak antar elektroda, susunan elektroda dan surfaktan. Penelitian ini bertujuan untuk pengaruh variasi konsentrasi polivinil alkohol (PVA) dan jarak elektroda terhadap kemurnian magnetit dan ukuran partikel pada sintesis dengan metode elektrokimia, serta mengetahui kemampuan magnetit dalam aplikasi baterai primer. Metode ini dilakukan dalam sel elektrokimia yang tersusun atas 8 elektroda (katoda dan anoda) dengan susunan Alternating Monopollar Parallel. Dalam penelitian ini dilakukan sintesis dengan proses elektrokimia dengan variasi konsentrasi PVA yaitu 0, 50, 100, dan 150 ppm. Selain itu dilakukan juga pengamatan terhadap pengaruh dari jarak antar elektroda yaitu 2 cm dan 3 cm. Magnetit terbaik yang dihasilkan akan digunakan sebagai elektroda pada baterai primer. Hasil magnetit disetiap variabel diuji menggunakan X-Ray Diffraction untuk mengetahui kemurnian magnetit dan Particle Size Analyzer untuk mengetahui ukuran partikel magnetit. Berdasarkan percobaan dapat diketahui bahwa penggunaan bahwa konsentrasi PVA dan jarak elektroda mempengaruhi kemurnian magnetit, ukuran partikel magnetit dan massa magnetit yang dihasilkan. Dengan penambahan PVA magnetit yang dihasilkan murni tanpa ada pengotor. Selain itu penambahan PVA dengan jumlah yang tepat membuat ukuran partikel sangat kecil dan juga seragam. Semakin besar konsentrasi PVA akan semakin sedikit jumlah magnetit yang dihasilkan. Variasi jarak 2 dan 3 cm berpengaruh terhadap magnetit yang dihasilkan. Pada jarak elektroda 3 cm magnetit yang dihasilkan lebih baik dimana magnetit yang dihasilkan murni tanpa ada pengotor maghemit. Ukuran partikel magnetit yang dihasilkan variabel jarak 3 cm lebih besar. Sementara untuk massa magnetit yang dihasilkan pada variabel jarak 2 cm lebih banyak. Sintesis magnetit dengan variabel konsentrasi PVA 150 ppm dengan jarak elektroda 2 cm memiliki hasil yang paling bagus dengan kemurnian yang baik serta ukuran partikel merata pada 18,166 nm. Penerapan magnetit sebagai elektroda baterai berhasil menghasilkan tegangan 1,5 V, arus 8 mA, kapasitas 81,2 mAh/g dan energy 88,3 mWh/g.
English Abstract
Primary battery is one of energy source that can be used in electronic goods in everyday life. More than 10 billion batteries are produced worldwide every year. With the ever-increasing demand for low-cost, high-electrochemical energy storage devices, Znbased batteries as anodes have attracted widespread attention due to their theoretical capacity of 820 mAh g-1. Meanwhile, for the cathode, magnetite nanoparticles can be used to improve electrochemical detection performance with a theoretical capacity (926 mAh g- 1). Various methods of making magnetite nanoparticles have been developed, one of which is often used by scientists is the electrochemical method which has the advantage of high product purity and can also easily control the desired particle size. Electrochemical magnetite synthesis is influenced by several factors, namely electrode material, electric current and voltage, electrolyte, pH solution, electrochemical time, temperature, distance between electrodes, electrode arrangement and surfactant. This study aims to determine the effect of variations in the concentration of polyvinyl alcohol (PVA) and electrode distance on magnetite purity and particle size in the synthesis by electrochemical methods, as well as to determine the ability of magnetite in primary battery applications. This method is carried out in an electrochemical cell consisting of 8 electrodes (cathode and anode) with an Alternating Monopollar Parallel arrangement. In this study, the synthesis was carried out using an electrochemical process with variations in the concentration of PVA 0, 50, 100, and 150 ppm. In addition, observations were also made on the effect of the distance between the electrodes 2 cm and 3 cm. The best magnetite produced will be used as electrodes in the primary battery. Magnetite results in each variable were tested using X-Ray Diffraction to determine the purity of magnetite and Particle Size Analyzer to determine the particle size of magnetite. Based on the experiment, it can be known that the use of PVA concentration and electrode distance influence magnetite purity, magnetite particle size and magnetite mass are produced. With the addition of PVA, magnetite produced pure without any impurities. In addition of the right amount of PVA makes the particle size very small and uniform. The greater the concentration of PVA, the less the amount of magnetite produced. Variations in distance of 2 and 3 cm affect the magnetite produced. At an electrode distance of 3 cm the magnetite produced is better where the magnetite produced is pure without any maghemite impurities. The magnetite particle size produced by the variable distance is 3 cm larger. Meanwhile, the magnetite produced at a distance variable of 2 cm has more quantity. Magnetite synthesis with a variable concentration of 150 ppm PVA with an electrode distance of 2 cm had the best results with good purity and uniform particle size at 18,166 nm. The application of magnetite as a battery electrode succeeded in producing a voltage of 1.5 V, a current of 8 mA, a capacity of 81.2 mAh/g and an energy of 88.3 mWh/g.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | 660 |
| Uncontrolled Keywords: | baterai primer, magnetit, metode elektrokimia, polivinil alkohol, primary battery, magnetite, electrochemical method, polyvinyl alcohol. |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 660 Chemical engineering and related technologies |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Kimia |
| Depositing User: | Unnamed user with email gaby |
| Date Deposited: | 22 Oct 2021 03:41 |
| Last Modified: | 27 Sep 2024 06:46 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/184927 |
![[thumbnail of Muhammad Faris Afif.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
Muhammad Faris Afif.pdf Download (3MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |