REVIEW: TEKNOLOGI TERKINI
PEMANFAATAN MANGAN SEBAGAI
BAHAN BAKU PEMBUATAN BATERAI
UNTUK KENDARAAN LISTRIK
Lusiana Apridayani & Mulia Nur Oktaviani
UNIVERSITAS PERTAHANAN INDONESIA
FAKULTAS MANAJEMEN PERTAHANAN
PROGRAM STUDI KETAHANAN ENERGI
BOGOR
2020
REFERENSI
[1] Mustofa. 2018. Analisis Pengaruh Proses Sintering Terhadap Struktur Bijih Mangan yang Berasal Dari Nagari Aie Ramo, Kecamatan Kamang Baru, Kabupaten Sijunjung. Padang. Jurnal Fisika Unand Vol. 7 No. 3
[2] Edisi Keenam, Alih Bahasa oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Jakarta : Erlangga Kementrian ESDM. 2015. Indonesia Mineral and Coal Information 2015, Departemen Jenderal Mineral dan Batubara, Hal: 5.
[3]Badan Pusat Statistik, 2016,Provinsi Sumatera Barat Dalam Angka, hal 546.
[4] B. D. DESAI, J. B. FERNANDES, and V. N. K. DALAL, “ChemInform Abstract: Manganese Dioxide - a Review of a Battery Chemical. Part 2. Solid State and Electrochemical Properties of Manganese Dioxides,”Chem. Informationsd., 1986, doi: 10.1002/chin.198616378.
[5] K. Tamura, T. Horiba, T. Iwahori, J. Power Sources 81–82 (1999) 156.
[6] T. Horiba, M. Kosei, K. Takahashi, et al., in: Proceedings of the Fortyfirst Battery Symposium, Japan, vol. 3C13, 2000, p. 354. [7] Mathew, V.; Lim, J.; Kang, J.; Gim, J.; Rai, A. K.; Kim, J. Electrochem. Commun. 2011, 13, 730−733.
[8] Chae, E.; Gim, J.; Song, J.; Kim, S.; Mathew, V.; Han, J.; Boo, S.;Kim, J. RSC Adv. 2013, 3, 26328−26333
[9] M. H. Alfaruqiet al., “Electrochemically induced structural transformation in a γ-MnO2 cathode of a high capacity zinc-ion battery system,”Chem. Mater., 2015, doi: 10.1021/cm504717p
[10]KJ Euler dan H Mueller-Helsa, J Power Sources, 4 (1979) 77 [11] M. Parodi, C.R. Acad. Sci., 20 (1937) 205.
[12] P Faber, Chem-Zng -Tech, 49 (1977) 333
[13] J. A. Lee, C. E. Newnham and F. L. Tye, J. Colloid Interface Sci., 42 (1973) 372.
[14] F. L. Tye, in M. Barak (ed.), Primary Batteries for Civilian Use: Electrochemical Power Sources, Peter Peregrinus, London, 1980, p. 117. [15] F A Juhan,JAm Chem Sot, 15 (1983) 113
[
REFERENSI
[16] J. B. Fernandes, B. D. Desai, and V. N. K. Dalal, “Manganese dioxide - a review of a battery chemical part I. Chemical syntheses and x-ray diffraction studies of manganese dioxides,”
J. Power Sources, 1985, doi: 10.1016/0378-7753(85)80075-6.
[17] C. Xu, B. Li, H. Du, F. Kang, Energetic Zinc Ion Chemistry: The Rechargeable Zinc Ion Battery, Angew. Chem. Int. Ed 51 (2012) 933-935.
[18] J. Haoet al., “Electrochemically induced spinel-layered phase transition of Mn3O4 in high performance neutral aqueous rechargeable zinc battery,” Electrochim. Acta, 2018, doi: 10.1016/j.electacta.2017.10.166.
[19] R. Farzana, K. Hassan, and V. Sahajwalla, “Manganese oxide synthesized from spent Zn-C battery for supercapacitor electrode application,” Sci. Rep., 2019, doi: 10.1038/s41598-019-44778-z.
[20]MH Alfaruqi, V. Mathew, J. Gim, S. Kim, J. Song, JP Baboo, SH Choi, J. Kim, Chem. Mater. 27 (2015) 3609 –3620 .
[21] TR Juran, J. Young, M. Smeu, J. Phys. Chem. C 122 (2018) 8788 –8795 .
[22] C. Zhu et al., “Electrochemically induced cationic defect in MnO intercalation cathode for aqueous zinc-ion battery,”Energy Storage Mater., 2020, doi: 10.1016/j.ensm.2019.07.030.
[23] N. Zhang, F. Cheng, J. Liu, L. Wang, X. Long, X. Liu, F. Li, J. Chen, Nat. Commun. 8 (2017) 405. [24] B. Lee, H.R. Lee, H. Kim, K.Y. Chung, B.W. Cho, S.H. Oh, Chem. Commun. 51 (2015) 9265–9268. [25] C. Xu, B. Li, H. Du, F. Kang, Angew. Chem. 51 (2012) 933–935.
[26] Nam, K. W., Kim, S., Lee, S., Salama, M., Shterenberg, I., Gofer, Y., et al. (2015). The high performance of crystal water containing manganese birnessite cathodes for magnesium batteries. Nano. Lett. 6, 4071–4079. doi:10.1021/acs. nanolett.5b01109
[27] Sun, X., Duffort, V., Mehdi, B. L., Browning, N. D., and Nazar, L. F. (2016). Investigation of the mechanism of Mg insertion in birnessite in nonaqueous and aqueous rechargeable Mg-ion batteries. Chem. Mater. 28, 534–542. doi:10.1021/acs.chemmater.5b03983
[28] Mizuno, F., Singh, N., Arthur, T. S., Fanson, P. T., Ramanathan, M., Benmayza, A., et al. (2014). Understanding and overcoming the challenges posed by electrode/ electrolyte interfaces in rechargeable magnesium batteries. Front. Energy Res. 2:46–56. doi:10.3389/fenrg.2014.00046
[29]M. P. Bichat et al., “Redox-Induced Structural Change in Anode Materials Based on Tetrahedral (MPn4)x- Transition Metal Pnictides,”Chem. Mater., 2004, doi: 10.1021/cm035101l. [30]T. Horiba, K. Hironaka, T. Matsumura, T. Kai, M. Koseki, and Y. Muranaka, “Manganese type litium ion battery for pure and hybrid electric vehicles,”2001,
doi: 10.1016/S0378-7753(01)00599-7.
[31]T. Horiba, K. Hironaka, T. Matsumura, T. Kai, M. Koseki, and Y. Muranaka, “Manganese-based litium batteries for hybrid electric vehicle applications,”2003,
Our T
eam
Lusiana Apridayani, S. ST
Mulia Nur Oktaviani, S. IP
Palembang, 16 April 1995D4 Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya
Mahasiswa Pascasarjana Ketahanan Energi
Universitas Pertahanan Indonesia
Banjarnegara, 24 Oktober 1993
S1 Ilmu Hubungan Internasional Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Mahasiswa Pascasarjana Ketahanan Energi
Universitas Pertahanan Indonesia
GENERAL OVERVIEW
1
PENDAHULUAN
Latar belakang teknologi pemanfaatan Mangan
2
BAHAN DAN METODE
Penelitain dari berbagai jurnal dengan metode analisis data3
HASIL DAN PEMBAHASANPerkembangan teknogi baterai dan Mangan
4
PENUTUP
Kesimpulan dan Saran
1. PENDAHULUAN
Potensi Mangan
Manfaat mangan sangat banyak, diantaranya sebagai bahan antikarat dan baterai alkali, perangkat elektronik, produksi superkapasitor, bahan baku industri baja, depolarizer
sel kering baterai, reagent
laboratorium, dan pencelupan tekstil.
Mendorong akan berkembangnya teknologi, termasuk pada teknologi kendaraan listrik. Pemanfaatan minyak mentah sebagai bahan bakar kendaraan yang lambat laun mengalami ketidakpastian karena dampak lingkungan yang ditimbulkan juga kelangkaan yang terjadi, baterai memiliki siginikansi yang tinggi untuk mengatasi hal tersebut.
Era Globalisasi
Jantung dari kendaraan listrik terletak pada kecanggihan suatu baterai yang terdapat pada kendaraan listrik tersebut karena baterai merupakan media penyimpanan energi yang dibutuhkan kendaraan listrik.
Pemanfaatan baterai
Cadangan Mangan
Indonesia sebagai salah satu Negara yang memiliki
cadangan bijih mangan terbesar di dunia dengan nilai 15,5 juta ton bijih dan 5,78 juta ton merupakan logam.
Metodologi yang digunakan dalam penelitian jurnal
ini menggunakan studi literatur dan referensi dalam
buku-buku dan jurnal ilmiah lainnya. Dalam metode
analisis data adalah salah satu proses penelitian
yang dilakukan untuk menjawab tujuan penelitian.
Ketajaman dan keakuratan dalam memproses data
adalah
penentu
keakuratan
kesimpulan
dan
rekomendasi.
Analisis
pemanfaatan
baterai
berbahan baku mangan sebagai teknologi bentuk
energi terbarukan menggunakan dua metodologi:
deskriptif
dan
kuantitatif.
Analisis
deskriptif
menggunakan data dalam bentuk perhitungan
statistik yang digunakan untuk menganalisis data.
2. BAHAN DAN METODOLOGI
Euler dan Helsa menyelidiki karakteristik listrik baterai yang sangat terhidrasi - grade MnO, bubuk yang diperoleh sebagai
produk sampingan dari pembuatan sachharin
Hasil
Penelitian
Terdahulu
Studi mikroskop elektron ne-MnO2 diameter dan
panjang rata-rata dalam kisaran 2-3 dan 25-40 nm.
Puncaknya di 1,6 V
Teknologi baterai mangan juga telah diaplikasikan dalam spektrum difraksi sinar X (XRD) ternyata cocok dengan
fase MnO, setelah di kristalografi polimorf nya berbeda misalnyaα , β, γ,
dll.), α –Mn2O3 dan telah dieksplorasi sebagai katoda untuk cairan ZIB
Bahan bubuk baterai Zn-C mengandung maganese dioxide (MnO2) dan bertindak
sebagai katoda yang dibasahi dengan elektrolit. Pasta seng klorida (ZnCl2) digunakan pada baterai Zn-C tugas berat sebagai elektrolit untuk memastikan kontinuitas dalam aliran arus antara
katoda dan anoda Teknologi lainnya, pada
penelitian mesoporiγ- MnO 2 di industri baterai dan promosikan
lebih dalam memahami ZIB berair yang sistem murah dan
ramah lingkungan Studi XANES menunjukkan
bahwa keseluruhan tingkat oksidasi Mn setelah siklus debit penuh atau kebohongan
interupsi-Zn lengkap antara Mn (II) dan Mn (III)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian mengenai MnP4 telah banyak
dilakukan oleh para peneliti dan memberikan dampak yang signifikan, penyerapan / penghapusan Li + dalam transi-Pnictides logam
tion menunjukkan potensi yang lebih rendah dibandingkanyang dari oksida logam transisi.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan baku pembuatan baterai sendiri sangat banyak, yakni litium, zink, mangan, dan nikel .Mangan dioksida (MnO2) menjadi peminat baru karena toksisitas mangan yang lebih rendah dari elemen lain, yang digunakan pada tahun 1865 ketika sel Zn-MnO2 , primernya Zn dan
sekundernya sel MnO2.
1. Perkembangan Baterai
Baterai ion litium jenis mangan memiliki karakterisitik yang cocok untuk kendaraan listrik karena memiliki rapat daya. Teknologi baterai untuk kendaaran listrik yakni sel PEV dan HEV.
2. Teknologi Baterai Berbahan Dasar Mangan
Bentuk modul baterai HEV
memiliki
bentuk
kecil,
modul
baterai
dapat
didinginkan
oleh
udara,
saluran masuk dan keluar
udara pendingin di bagian
atas casing modul.
Sel PEV: sel tunggal berbentuk silinder,
dengan diameter 67 mmdan panjang
410 mm dengan kapasitas nominal 90
Ah. Bahan aktif elektroda positif adalah
litium
yang
dimodifikasi
manganat.
Modul memiliki rating 30 V
±
90 Ah,
kepadatan energi 93 Wh / kgdan 114
Wh / dm 3 , dan densitas daya 350 W /
kg di DOD85% dan 258C. Densitas
daya dihitung dari 10 detik debit arus
konstan.
Modul Baterai
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
10
Sel HEV: Sel berbentuk silinder dan
berdiameter 40 mm danPanjang 108
mm.
Beratnya 300 g dan memiliki
kapasitas 3,6 Ahdalam CC-CV mengisi
daya hingga 4,1 V. Densitas daya 2000
W /kg pada 50% DOD dan 25 8C
dihitung
dengan
ekstrapolasi
dari
pelepasan arus konstan 5 detik pada
arus yang berbeda poin. Oleh karena
itu, sel ion Li berbasis Mn memiliki
akurasi 3,5 kali lebih tinggi dalam sel
pemantauan
SOC
dengan
tegangan
yang sama metode deteksi dengan
presisi
yang
identik.
Selain
itu
menghasilkan
panas
yang
rendah
disebabkan oleh entalpi yang rendah
untuk rekasi sel dan resistansi internal
kecil srendah 4 mO/sel
4. PENUTUP
KESIMPULAN
Pemanfaatan baterai dengan berbahan baku mangan telah banyak dilakukan. Dimana menjadi bahan campuran ZIB, baterai magnesium, sinar x (XRD), MnP4 , baterai PEV dan HEV untuk kendaraan listrik. Teknologi baterai lhitium berbahan dasar Mn untuk kendaraan listrik hibrid yang disebut HEV diharapkan dapat terus berkembang dipasar karena harga bahan baku yang lebih murah.
Jenis bahan baku pembuatan baterai sendiri sangat banyak, yakni litium, zink, mangan, dan nikel .Mangan dioksida (MnO2) menjadi peminat baru karena toksisitas mangan yang lebih rendah dari elemen lain, yang digunakan pada tahun 1865 ketika sel Zn-MnO2 , primernya Zn dan sekundernya sel MnO2
“It always seems impossible
until it’s done”
4. PENUTUP
SARAN
Untuk peneliti selanjutnya perlu mengulas lebih jauh lagi mengenai teknologi baterai dengan bahan baku salah satunya Mangan. Terutama untuk Indonesia sendiri perlu melakukan penelitian lebih mendalam m10ngenai mangan untuk bahan baku baterai kendaraan listrik karena Indonesia memiliki potensi cadangan biji mangan yang banyak.
“It always seems impossible
until it’s done”
- Nelson Mandela
Diharapkan teknologinya dapat lebih disempurnakan sehingga produksi meningkat dan kemungkinan biaya diharapkan akan turun, sebagai litium berukuran kecil Baterai untuk produk konsumen terbukti, karena lebih rendah harga bahan baku untuk baterai litium berbasis Mn. Kemudian akan menjanjikan untuk menggunakan baterai ini tidak hanya untuk Mobil listrik, HEV, dan sistem penggerak bantuan motor lainnya, tetapi juga kepada sumber tenaga lain dilihat dari superior dan fleksibel karakteristik.
