Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan...
-
Upload
hoangtuyen -
Category
Documents
-
view
294 -
download
0
Transcript of Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan...
![Page 1: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/1.jpg)
SKRIPSI
Disusun oleh :
Dhita Aprilyana W. 2309100041Rizka Nursyamsiah R. 2309100052
Dosen Pembimbing :
Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng
Dr. Ir. Samsudin Affandi, M. S
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
![Page 2: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/2.jpg)
Tablet
HandphoneLaptopMobil Listrik
Kamera Digital
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
![Page 3: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/3.jpg)
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Baterai Ion Lithium
1. Primer = sekali pakai
2. Sekunder = dapat diisi ulang/rechargeable
![Page 4: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/4.jpg)
GrafitSpecific
capacity :
372 mAh/g
Kapasitas kecil, namun konduktivitas
bagus
Magnetite
(Fe3O4)
Specific capacity:
924 mAh/g
Kapasitas besar
KELEBIHAN•Ramah Lingkungan
•Mudah didapat•Harga Murah
KEKURANGAN•Stabilitas siklis & kapasitas penyimpanan ion Li+ buruk•Cenderung terjadi proses
agregasi
Poizot Logam Transisi
![Page 5: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/5.jpg)
Magnetite CarbonNanokomposit
Fe3O4/C
Kapasitas besar dan konduktivitas bagus
![Page 6: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/6.jpg)
Mempelajari kinerja elektrokimiananokomposit Fe3O4/C sebagai elektroda,dimana partikel Fe3O4 dibuat dengan metode elektrokimia menggunakan continous direct current (CDC) dan pulsed direct current (PDC)
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
![Page 7: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/7.jpg)
No. Peneliti Metode Hasil Penelitian
1. Fajaroh dkk
(2009)
Metode elektrokimia
dengan menggunakan
Constant Direct Current
(CDC) dengan larutan
mengandung ion OH-
Magnetit yang dihasilkan memiliki
ukuran yang uniform meskipun ada
sedikit impuriti FeOOH
2. Setyawan dkk
(2012)
Metode elektrokimia
dengan menggunakan
Pulse Direct Current (PDC)
dengan larutan
mengandung ion OH-
Magnetit yang dihasilkan stabil
terhadap suhu sampai 200oC
meskipun stabilitas terhadap asam
masih rendah
Penelitian Sintesis Nanopartikel Magnetit
![Page 8: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/8.jpg)
No. Peneliti Metode Hasil Penelitian
1. Liu dkk (2008) Menggunakan precursor
α-Fe2O3 untuk
pembuatan Fe3O4 dan
asam sitrat sebagai
sumber karbon
Karakteristik sebagai anoda:
Kapasitas discharge awal =
1126 mAh/g
Kapasitas discharge setelah 100 kali
cycle = 394 mAh/g
2. Sadewo dan
Sumarno
(2013)
Sintesa Komposit
Fe3O4/C Sebagai Anoda
pada Baterai Ion Lithium
Komposit magnetit dapat dihasilkan
dengan proses pembuatan yang
mudah dengan bahan baku murah
namun waktu proses lebih panjang
Penelitian sintesis komposit karbon-magnetit
![Page 9: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/9.jpg)
1. Sintesa Nanokomposit Fe3O4/C
2. Persiapan Nanokomposit Fe3O4/C sebagai Working Electrode
![Page 10: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/10.jpg)
Skema Pyrolysis Reactor
Karbonisasi
Kondisi operasi :•Suhu : 500oC•Waktu : 2 jam•Proses berlangsung padalingkungan N2 dan H2
Sukrosa Fe3O4
![Page 11: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/11.jpg)
Fe3O4/C sukrosa
Carbon Black
N-Methylpyrrolidone(NMP)
Fe3O4
Polyvinylidenedifluoride (PVdF)
Slurry nanokomposit
Fe3O4/C
1. Nanokomposit Fe3O4/C sukrosa
2. Nanokomposit Fe3O4/C carbon black
N-Methylpyrrolidone(NMP)
Polyvinylidenedifluoride
(PVdF)
Slurry nanokomposit
Fe3O4/C
![Page 12: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/12.jpg)
Foil Tembaga (Cu)
Elektroda Nanokomposit
Slurry nanokomposit
Fe3O4/C
![Page 13: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/13.jpg)
Karakterisasi Partikelnanokomposit Fe3O4/C
X-ray Diffraction (XRD)
Mengidentifikasi produk yang terbentuk
Adsorpsi-desorpsi Isothermis
Karakterisasi Kinerja ElektrokimiaNanokomposit Fe3O4/C
Cyclic Voltametry (CV)
Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
Luas area spesifikKapasitansi dan resistansi
Kestabilan siklus dari elektroda
![Page 14: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/14.jpg)
Pulsed DC
Continuous DC
pola standar FeOOH (JCPDS 44-1415)
pola standar Fe3O4 (JCPDS 19-0629)
Gambar 4.1 Perbandingan pola XRD sintesa partikel Fe3O4 menggunakan metode elektrokimia PDC dan CDC
XRD
![Page 15: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/15.jpg)
Adsorpsi-desorpsi Isothermis
No. Jenis SamplePDC
Surface area(m2/g)
CDCSurface area
(m2/g)
1. Fe3O4/C sukrosa 112,93 111,58
2. Fe3O4/C carbon black 48,345 40,77
![Page 16: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/16.jpg)
Kondisi Operasi EIS AC signal amplitude : 10 mV frequency range : 10 kHz – 0,01 Hz
Kondisi Operasi CV voltage range : -1,5 – 1,5 V scan rate : 0.001 V/s
• counter electrode(C/E) : Platina
• reference electrode(R/E) : Ag|AgCl
• working electrode(W/E) : elektroda nanokomposit
• larutan elektrolit : Na2SO4 1M
![Page 17: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/17.jpg)
Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
3647 Ω
0 5000 10000 150000
5000
10000
15000
Fitting
Data
-Z”(
Ω)
-Z’(Ω)
Gambar 4.2 PDC (8:1)
4761 Ω
Gambar 4.3 CDC (8:1)
-Z”(
Ω)
-Z’(Ω)
0 5000 10000 150000
5000
10000
15000
Fitting
Data
![Page 18: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/18.jpg)
Gambar 4.4 PDC (6:2)
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Fitting
Data
-Z”(
Ω)
-Z’(Ω)
Gambar 4.5 CDC (6:2)
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Fitting
Data
-Z”(
Ω)
-Z’(Ω)
20300 Ω 21300 Ω
Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
![Page 19: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/19.jpg)
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5-0.006
-0.004
-0.002
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
1
2
3
4
Cu
rren
t (A
)
Applied Potential (V)Potential Applied (V) vs AgǀAgCl
Gambar 4.6 CDC Gambar 4.7 PDC
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5-0.006
-0.004
-0.002
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
1
2
3
4
Cu
rren
t (A
)
Potential Applied (V) vs AgǀAgCl
Cyclic Voltametry (CV)
![Page 20: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/20.jpg)
Eo Ag|AgCl = 0,222 V
Eo H+|H2 = 0 V
Puncak Arus Anodik (Ipa)Reaksi : Cu Cu+ + е 0,520 V
Puncak Arus Katodik (Ipc)Reaksi :Fe3+ + 3е Fe 0,331 V
Fe3+ + е Fe2+ 0,771 V
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5-0.006
-0.004
-0.002
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
1
2
3
4
Cu
rren
t (A
)
Applied Potential (V)Potential Applied (V) vs AgǀAgCl
Ipa : 0,522 V
Ipc : 0,222 V
Ipc : 0,772 V
( Bard, Allen J & Faulkner, L.R, 2001)
![Page 21: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/21.jpg)
1. Pembuatan elektroda nanokomposit Fe3O4/C berhasil dilakukan
2. Pembuatan elektroda nanokomposit Fe3O4/C yang baik adalah perekatan slurry nanokomposit Fe3O4/C pada foil tembaga harus tipis dan merata
3. Berdasarkan konduktivitas, semakin kecil resistansi nanokomposit Fe3O4/C maka semakin baik konduktivitasnya
4. Fe3O4/C carbon black memiliki surface area kecil dan konduktivitas yang baik
![Page 22: Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-30753-2309100041...Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012319/5caa69a488c993e3548b9702/html5/thumbnails/22.jpg)
Laboratorium Elektrokimia dan Korosi
Jurusan Teknik Kimia
Institut Teknologi Sepuluh Nopember