Supplementary Material
Click here to access/download
Supplementary Material
Supplementary Information.docx
Dokumen pendukung luaran Wajib #1
Luaran dijanjikan: Dokumentasi hasil uji coba produk
Target: Ada Dicapai: Tersedia
Dokumen wajib diunggah:
1. Dokumentasi (foto) Pengujian Produk 2. Dokumen Deskripsi dan Spesifikasi Produk 3. Dokumen Hasil Uji Coba Produk
Dokumen sudah diunggah:
1. Dokumen Deskripsi dan Spesifikasi Produk 2. Dokumen Hasil Uji Coba Produk
3. Dokumentasi (foto) Pengujian Produk
Dokumen belum diunggah:
- Sudah lengkap
Nama Produk: GRAFIT/N-GRAFENA, GRAFENA/N-GRAFENA Tgl. Pengujian: 4 Juli 2019
Link Dokumentasi:
-DESKRIPSI DAN SPESIFIKASI PRODUK (GRAFIT/N-GRAFENA DAN GRAFENA/N-GRAFENA)
I. Karakterisasi Variasi Perbandingan Grafit/N-Grafena I.1 Karakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR)
N-Grafena yang ditambahkan ke dalam struktur grafit akan menambah sifat elektronik dari grafit, sehingga mampu meningkatkan kinerja dari baterai primer. Gambar FTIR menunjukkan bahwa Grafit/N-Grafena 1:1 dan 2:1 memiliki puncak karakteristik pada 1573 cm-1 yang menunjukkan vibrasi regangan C=C yang berasal dari struktur grafit. Adanya puncak karakteristik pada 1033 cm-1 menunjukan gugus fungsi C-O, hadirnya oksigen berasal dari penambahan N-Grafena ke dalam struktur grafit sehingga gugus fungsi oksigen berikatan dengan C dari grafit.
Sedangkan pada Grafit/N-Grafena (1:2) adanya puncak karakteristik pada 1396 cm-1 yang menunjukkan vibrasi regangan C-N, ini terjadi karena dengan penambahan jumlah berat N-Grafena yang lebih banyak ke dalam struktur grafit mengakibatkan semakin banyak donasi N ke dalam campuran Grafit/N-Grafena.
I.2 Karakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD)
Penambahan N-Grafena ke dalam struktur grafit bertujuan untuk meningkatkan kinerja dari grafit, sehingga dapat digunakan sebagai elektroda katoda baterai primer. Gambar XRD menujukkan pola difraksi Grafit/N-Grafena 1:1 memiliki puncak yang tajam dan sempit pada 2θ = 26,49o sedangkan Grafit/N-Grafena 2:1 pada 2θ = 26,53o. Artinya, pada nilai 2θ tersebut grafit lebih dominan daripada N-Grafena. Pada Grafit/N-Grafena (1:2) memiliki intensitas yang lebih rendah dibandingkan dengan Grafit/N-Grafena 1:1 dan 2:1 dan terjadi perubahan dalam nilai 2θ = 26,41o dibandingkan katoda baterai primer dengan 2θ = 26,58o. Artinya dengan penambahan jumlah N-Grafena yang lebih besar ke dalam struktur grafit mengakibatkan terjadinya interaksi antara C-N di dalam campuran Grafit/N-Grafena.
I.3 Karakterisasi dengan SEM-EDX
Gambar SEM menunjukkan perbedaan permukaan pada katoda baterai primer dengan variasi perbandingan Grafit/N-Grafena (1:1), (2:1) dan (1:2). Pada katoda baterai primer terlihat tumpukan-tumpukan yang besar dan kecil dengan posisi yang acak, menunjukkan bahwa permukaan katoda baterai primer memiliki struktur yang bertumpuk. Sedangkan Grafit/N-Grafena (1:1) memiliki
permukaan yang bertumpuk dengan pori yang besar dan posisi yang lebih teratur. Grafit/N-Grafena (2:1) memiliki permukaan yang sudah berbeda dengan katoda baterai primer, karena tidak banyak lagi tumpukan-tumpukan pada strukturnya. Pada Grafit/N-Grafena (1:2) menunjukkan adanya permukaan dengan lapisan tipis, hal ini menandakan N-Grafena telah terdeposit pada struktur grafit.
Hasil SEM yang diperoleh kemudian dilakukan analisa menggunakan EDX untuk mengetahui kandungan yang terdapat pada katoda baterai primer dan Grafit/N-Grafena. Spektra EDX dari Katoda Baterai Primer dan Grafit/N-Grafena dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data EDX dari Katoda Baterai Primer dan Grafit/N-Grafena
Nama Atom
Data hasil EDX menunjukkan bahwa katoda baterai primer didominasi oleh atom C (96,99
%). Pada Grafit/N-Grafena (1:1) memiliki atom C (59,43 %) dan Grafit/N-Grafena (2:1) (41,4%), tidak adanya atom nitrogen pada struktur tersebut dikarenakan penambahan jumlah berat grafit yang lebih banyak ke dalam Grafena, mengakibatkan interaksi antara C dari Grafit dan N dari N-Grafena belum terjadi.
Adanya atom N (0,54%) pada Grafit/Grafena (1:2) berasal dari penambahan berat N-Grafena yang lebih banyak, sehingga N-N-Grafena terdeposit ke dalam struktur grafit dan sudah terjadi interaksi antara atom C dari grafit dan N dari N-Grafena. Berbeda dengan kandungan katoda baterai primer dimana katoda baterai primer hanya didominasi oleh atom C saja. Penambahan rasio berat
Grafit terhadap N-Grafena ternyata mempengaruhi interaksi Grafit/N-Grafena, terindikasi dengan adanya atom N.
II. Karakterisasi Variasi Perbandingan Grafena/N-Grafena II.1 Karakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR)
Penambahan Grafena ke dalam struktur grafena bertujuan untuk melihat keberadaan N-Grafena dan interaksi N-Grafena/N-N-Grafena di dalam campurannya. Gambar FTIR menunjukkan bahwa Grafena/N-Grafena pada variasi perbandingan (1:1, 2:1 dan 1:2) memiliki memiliki puncak karakteristik pada 1573 cm-1 yang menunjukkan vibrasi reganngan C=C. Ikatan C=C berasal dari struktur grafena, serta adanya puncak karakteristik pada 1396 cm-1 menunjukkan ikatan C-N. Artinya, sudah terjadi interaksi antara Grafena/N-Grafena pada semua perbandingan dan konsisten tidak terjadi perubahan-perubahan yang signifikan.
II.2 Karakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD)
Tujuan penambahan Grafena ke dalam struktur grafena adalah untuk mengetahui interaksi N-Grafena dengan grafena dan meningkatkan aktivitas elektronik dari grafena, sehingga dapat diaplikasikan sebagai elektroda baterai primer. Gambar XRD menunjukkan adanya puncak yang melebar dan lemah pada Grafena/N-Grafena yaitu 1:1 (2θ = 26,33o), 2:1 (2θ = 26,45o) dan 1:2 pada (2θ = 26,19o). Menariknya, nilai 2θ dari masing-masing perbandingan (1:1, 2:1 dan 1:2) berbeda dengan 2θ dari katoda baterai primer (2θ=26,58o). Hal itu dikarenakan, adanya atom nitrogen yang masuk ke dalam ruang interlayer grafena sehingga terjadi interaksi C-N. Adanya puncak yang lemah dan melebar pada C(002) menandakan adanya grafena pada material tersebut.
II.3 Karakterisasi dengan SEM-EDX
Perbedaan permukaan pada katoda baterai primer tampak berbeda dengan variasi perbandingan Grafena/N-Grafena (1:1), (2:1) dan (1:2). SEM Katoda baterai primer terlihat permukaan yang besar, menunjukkan bahwa katoda baterai primer memiliki struktur bertumpuk, sedangkan pada Grafena/N-Grafena (1:1) menunjukkan sudah terlihat adanya lapisan tipis dengan pori yang lebih kecil, dimana permukaannya berbeda dengan katoda baterai primer. Grafena/N-Grafena (2:1) menunjukkan lapisan permukaan tipis dengan bentuk permukaan berkerut dan adanya partikel-partikel kecil pada permukaannya. Adanya lapisan permukaan tipis dan tersusun secara teratur terlihat pada Grafena/N-Grafena (1:2).
Hasil SEM yang diperoleh kemudian dilakukan analisa menggunakan EDX untuk mengetahui kandungan yang terdapat pada katoda baterai primer dan Grafena/N-Grafena. Spektra EDX dari Katoda Baterai Primer dan Grafena/N-Grafena dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data EDX dari Katoda Baterai Primer dan Grafit/N-Grafena
Nama Atom
Kelimpahan Atom Katoda Baterai
Primer
Grafena/N-Grafena (1:1)
Grafena/N-Grafena (2:1) Grafena/N-Grafena (1:2)
Karbon (C) 96,99 46,28 58,53 56,54
Oksigen (O) - 20,08 17,63 16,3
Alumunium (Al) 0,50 10,7 8,54 7,81
Silikon (Si) 0,79 - - -
Kalium (K) - 4,33 4,95 3,68
Sulfur (S) 1,11 15,95 8,63 13,61
Besi (Fe) 0,62 - - -
Kalsium (Ca) 1,04
Nitrogen (N) - 1,62 1,72 2,06
Total 100 100 100 100
Tabel 2 menujukkan bahwa semua variasi perbandingan Grafena/N-Grafena (1:1, 2:1 dan 1:2) memiliki atom C dan N. Grafena/N-Grafena (1:1) mengandung atom C (46.28 %) dan atom N (1,62 %), Grafena (2:1) dengan atom C (58,53 %) dan atom N (1,62 %) dan Grafena/N-Grafena (1:2) juga menunjukkan adanya atom C (56,54 %) dan atom N (2,06 %) berbeda dengan katoda baterai primer yang hanya didominasi oleh atom C (96,99%). Artinya, terjadi interaksi antara Grafena/N-Grafena pada semua perbandingan, sehingga dapat disimpulkan bahwa interaksi antara Grafena/N-Grafena lebih baik dibandingkan Grafit/N-Grafena, karena atom N ada pada perbandingan Grafena/N-Grafena. Jenis material pendukung karbon juga mempengaruhi interaksi dengan N-Grafena.
DOKUMEN HASIL UJI COBA PRODUK (GRAFIT/GRAFENA DAN GRAFENA/N-GRAFENA)
I. Karakterisasi Variasi Perbandingan Grafena/N-Grafena I.1 Karakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR)
Gambar 1 Spektrum FTIR dari Perbandingan Variasi Grafit/N-Grafena
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
(C-O) (C-O)1033
1033 (C=C)
(C=C)
1573 1573
1033 1573 1396 (C-O)
(C-N) (C=C)
Transmitansi (%T)