LAPORAN AKHIR PENELITIAN MULTI TAHUN

(1)

Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat Direktorat Jenderal Riset dan Pengembangan Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi

Gedung BPPT II Lantai 19, Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta Pusat http://simlitabmas.ristekdikti.go.id/

PROTEKSI ISI LAPORAN AKHIR PENELITIAN

Dilarang menyalin, menyimpan, memperbanyak sebagian atau seluruh isi laporan ini dalam bentuk apapun kecuali oleh peneliti dan pengelola administrasi penelitian

LAPORAN AKHIR PENELITIAN MULTI TAHUN

ID Proposal: fadce3e1-8682-45b7-96b9-745f7592d391 Laporan Akhir Penelitian: tahun ke-2 dari 3 tahun

1. IDENTITAS PENELITIAN A. JUDUL PENELITIAN

PRODUKSI ELEKTRODA BATERAI PRIMER BERBAHAN NON-LOGAM (GRAFIT/GRAFENA, GRAFIT/N-GRAFENA DAN GRAFENA/N-GRAFENA)

B. BIDANG, TEMA, TOPIK, DAN RUMPUN BIDANG ILMU Bidang Fokus RIRN / Bidang

Unggulan Perguruan Tinggi Tema Topik (jika ada) Rumpun Bidang Ilmu Industri, Pertambangan,

Energi terbarukan dan Rekayasa Teknologi

- Teknologi

Nanomaterial Kimia

C. KATEGORI, SKEMA, SBK, TARGET TKT DAN LAMA PENELITIAN Kategori (Kompetitif

Nasional/

Desentralisasi/

Penugasan)

Skema Penelitian

Strata (Dasar/

Terapan/

Pengembangan)

SBK (Dasar, Terapan, Pengembangan)

Target Akhir TKT

Lama Penelitian

(Tahun)

Penelitian Desentralisasi

Penelitian Terapan Unggulan Perguruan

Tinggi

SBK Riset Terapan

SBK Riset

Terapan 5 3

2. IDENTITAS PENGUSUL

Nama, Peran

Perguruan Tinggi/

Institusi

Program Studi/

Bagian Bidang Tugas ID Sinta H-Index

RIKSON A F SIBURIAN Ketua Pengusul

Universitas Sumatera

Utara

Kimia 5973137 5

SABARMIN PERANGINANGIN

S.Si, M.Si Anggota Pengusul

1

Universitas Sumatera

Utara

Kimia

- Membantu pelaksanaan penelitian - Membantu menganalisis data - Membantu menyusun laporan dan publikasi

6098363 0

Dr HELMINA BR Universitas Kimia - Membantu 6016799 2

(2)

SEMBIRING S.Si, M.Si Anggota Pengusul

2

Sumatera Utara

pelaksanaan penelitian - Membantu menganalisis data - Membantu menyusun laporan dan publikasi

3. MITRA KERJASAMA PENELITIAN (JIKA ADA)

Pelaksanaan penelitian dapat melibatkan mitra kerjasama, yaitu mitra kerjasama dalam melaksanakan penelitian, mitra sebagai calon pengguna hasil penelitian, atau mitra investor

Mitra Nama Mitra

Mitra Pelaksana Penelitian PUI NANO MEDISIN

Mitra Calon Pengguna Pusat Unggulan Inovasi Nano Medisin

4. LUARAN DAN TARGET CAPAIAN Luaran Wajib

Tahun

Luaran Jenis Luaran

Status target capaian ( accepted, published, terdaftar

atau granted, atau status lainnya)

Keterangan (url dan nama jurnal, penerbit, url paten, keterangan sejenis lainnya)

2 Dokumentasi hasil uji coba

produk Ada -

Luaran Tambahan

Tahun

Luaran Jenis Luaran

Status target capaian (accepted, published, terdaftar atau granted,

atau status lainnya)

Keterangan (url dan nama jurnal, penerbit, url paten, keterangan

sejenis lainnya)

2

Publikasi Ilmiah Jurnal

Internasional

accepted/published Applied Materials & Interfaces

2 Produk penerapan Reaktor dan Elektroda baterai

primer: anoda dan katoda

2

Keikutsertaan dalam Seminar Internasional

sudah dilaksanakan

4th Edition of International Conference on Catalysis and Green Chemistry (ICG-2019)

2 Hak Cipta granted -

2 Paten Sederhana terdaftar -

2 Buku Hasil

Penelitian sudah terbit N-Grafena: Sintesis dan Aplikasi

5. ANGGARAN

Rencana anggaran biaya penelitian mengacu pada PMK yang berlaku dengan besaran minimum dan maksimum sebagaimana diatur pada buku Panduan Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Edisi 12.

Total RAB 3 Tahun Rp. 367,751,510 Tahun 1 Total Rp. 0

Tahun 2 Total Rp. 170,000,000

(3)

Jenis Pembelanjaan Item Satuan Vol. Biaya

Satuan Total

Analisis Data Tiket OK (kali) 2 2,100,000 4,200,000

Analisis Data HR Sekretariat/Administrasi

Peneliti OB 5 200,000 1,000,000

Analisis Data HR Pengolah Data P

(penelitian) 5 300,000 1,500,000

Analisis Data Biaya konsumsi rapat OH 5 300,000 1,500,000

Analisis Data Uang Harian OH 7 410,000 2,870,000

Analisis Data Penginapan OH 7 485,000 3,395,000

Analisis Data Biaya analisis sampel Unit 8 6,500,000 52,000,000

Analisis Data Transport Lokal OK (kali) 20 75,000 1,500,000

Bahan ATK Paket 5 318,000 1,590,000

Bahan Bahan Penelitian (Habis

Pakai) Unit 11 5,660,000 62,260,000

Pelaporan, Luaran Wajib,

dan Luaran Tambahan Biaya konsumsi rapat OH 1 300,000 300,000

Pelaporan, Luaran Wajib, dan Luaran Tambahan

Publikasi artikel di Jurnal

Internasional Paket 1 7,750,000 7,750,000

HR Sekretariat/Administrasi

Peneliti OB 3 200,000 600,000

Uang harian rapat di dalam

kantor OH 3 200,000 600,000

dan Luaran Tambahan Biaya seminar internasional Paket 3 2,500,000 7,500,000 Pelaporan, Luaran Wajib,

dan Luaran Tambahan

Biaya pembuatan dokumen

uji produk Paket 3 970,000 2,910,000

Pengumpulan Data HR Sekretariat/Administrasi

Peneliti OB 5 200,000 1,000,000

Pengumpulan Data Uang harian rapat di dalam

kantor OH 9 200,000 1,800,000

Pengumpulan Data Biaya konsumsi OH 9 100,000 900,000

Pengumpulan Data HR Pembantu Peneliti OJ 150 50,500 7,575,000

Sewa Peralatan Peralatan penelitian Unit 2 2,500,000 5,000,000 Sewa Peralatan Transport penelitian OK (kali) 30 75,000 2,250,000

Tahun 3 Total Rp. 197,751,510

Analisis Data Tiket OK (kali) 2 2,100,000 4,200,000

Analisis Data HR Sekretariat/Administrasi

Peneliti OB 5 200,000 1,000,000

Analisis Data HR Pengolah Data P

(penelitian) 5 300,000 1,500,000

(4)

Analisis Data Biaya konsumsi rapat OH 5 300,000 1,500,000

Analisis Data Uang Harian OH 7 410,000 2,870,000

Analisis Data Penginapan OH 7 485,000 3,395,000

Analisis Data Biaya analisis sampel Unit 12 5,605,000 67,260,000

Analisis Data Transport Lokal OK (kali) 20 75,000 1,500,000

Bahan ATK Paket 5 318,000 1,590,000

Bahan Bahan Penelitian (Habis

Pakai) Unit 12 5,605,000 67,260,000

dan Luaran Tambahan Biaya konsumsi rapat OH 1 300,000 300,000

Publikasi artikel di Jurnal

Internasional Paket 1 7,750,000 7,750,000

Luaran KI (paten, hak cipta

dll) Paket 1 3,101,510 3,101,510

dan Luaran Tambahan Biaya seminar internasional Paket 2 6,500,000 13,000,000 Pelaporan, Luaran Wajib,

dan Luaran Tambahan

HR Sekretariat/Administrasi

Peneliti OB 3 200,000 600,000

Uang harian rapat di dalam

kantor OH 3 200,000 600,000

Pengumpulan Data HR Sekretariat/Administrasi

Peneliti OB 5 200,000 1,000,000

Pengumpulan Data Uang harian rapat di dalam

kantor OH 9 200,000 1,800,000

Pengumpulan Data Biaya konsumsi OH 9 300,000 2,700,000

Pengumpulan Data HR Pembantu Peneliti OJ 150 50,500 7,575,000

Sewa Peralatan Peralatan penelitian Unit 2 2,500,000 5,000,000 Sewa Peralatan Transport penelitian OK (kali) 30 75,000 2,250,000

6. HASIL PENELITIAN

A. RINGKASAN: Tuliskan secara ringkas latar belakang penelitian, tujuan dan tahapan metode penelitian, luaran yang ditargetkan, serta uraian TKT penelitian.

Implementasi Renstra USU pada desain Tahap 1 (2015-2019) bidang penelitian menetapkan lima pilar: 1)Penelitian berbasis TALENTA (Tropical Science and Medicine,Agroindustry, Local Wisdom,Energy,Natural Resources,Technology dan Arts;

2)Budaya meneliti; 3)Bahan ajar berbasis hasil penelitian; 4)Kerjasama penelitian yang bermartabat; dan 5)Perguruan tinggi Mandiri. Penelitian dibidang energi meliputi penelitian inovasi produk, energi terbarukan, dan teknologi energi. Topik-topik penelitian riset dibidang energi: i)Teknologi nano untuk kebutuhan masyarakat; ii)Kajian sumber energi baru; serta iii)Elektrokimia dan katalisis. Oleh karena itu, riset baterai primer dapat mendukung pencapaian renstra dibidang energi. Baterai primer dibuat dengan menggunakan material nano serta bekerja dengan prinsip-prinsip elektrokimia dan katalisis. Baterai primer merupakan baterai yang non rechargeables. Dana yang dikeluarkan untuk konsumsi baterai

(5)

primer dunia (2015):$4 miliar (alkalin) dan merek lain ($2 miliar). Baterai primer sangat potensial dikarenakan dapat disimpan hingga 10 tahun, memiliki energi densitas yang lebih besar dari sekunder dan multi aplikasi. Pada tahun 2015, 600.000 penduduk Kanada telah menggunakan baterai primer merek AA(33000); AAA(16000); C(4500) dan D(5600)). Baterai primer didominasi oleh Zn-C;Pb-C;Ni-LiH;LiFeS2 dan NiCd, dengan voltase 1,2 (Ni)1,5 V (Li, Zn) dan laju pelepasan elektron sangat rendah (Zn-C); rendah (Alkalin,Hibrid Li); sedang (Li);

Tinggi (NiMH) dan sangat tinggi (NiCd). Komponen utama baterai adalah elektroda di anoda dan katoda. Permasalahan baterai primer: i)Elektroda didominasi oleh komponen logam.

Logam-logam tersebut menjadi limbah yang tak terdaur ulang; ii)Densitas kapasitas energi masih bisa ditingkatkan, agar waktu pemakaian lebih lama dan kuantitas limbah logam bisa dikurangi; iii)Biaya produksi mahal (metal) dan iv)Interaksi yang lemah antara logam dan karbon. Tujuan jangka panjang penelitian: menghasilkan baterai primer hasil rancangan sendiri yang bisa bersaing dengan baterai primer komersial. Tujuan penelitian:

(2018):Produksi dengan komposisi terbaik elektroda (grafit/grafena,grafit/N-grafena dan grafena/N-grafena); (2019):Uji kinerja material elektroda pada katoda dan anoda baterai primer; dan 2020: Uji kinerja baterai primer hasil rancangan sendiri. Konsep penting penelitian ini: karbon grafitik (grafit, grafena dan N-grafena) memiliki ikatan-π dapat dimanfaatkan sebagai elektroda baterai dikarenakan luas permukaan besar, konduktivitas tinggi, ketahanan kimia, fisika dan mekanik baik serta dapat dimodifikasi dengan dopan N (Basa Lewis). Metode penelitian (2018) i)Produksi grafena (metode Hummer termodifikasi);ii)Produksi N-grafena (pendekatan basah (larutan NH3);iii)Penyiapan elektroda dengan komposisi terbaik dari grafit/grafena, grafit/N-grafena dan grafena/N-grafena);

(2019):i)Penyiapan reaktor produksi N-grafena (pendekatan kering);ii)Uji kinerja elektroda dengan komposisi terbaik dari grafit/grafena, grafit/N-grafena dan grafena/Ngrafena pada anoda dan katoda; (2020): Penyiapan dan uji kinerja baterai primer hasil rancangan sendiri.

Luaran yang dihasilkan : 1)Publikasi di Heliyon Journal (Scopus Q1); 2)Buku:Grafena:

Sintesis, Analisis dan Aplikasi, ISBN: 9786024650728; 3) Pemakalah Seminar Internasional:

ICOCSTI 2019; 4) Hak Cipta: Reaktor Produksi N-Grafena (Metode Kering); 5) Paten:

Sintesis N-Grafena. Elektroda yang dihasilkan dalam penelitian ini yaitu Grafit/Grafena (120,67 µS/cm ), Grafit/N-Grafena (142.33 µS/cm ) dan Grafena/N-Grafena (146.33 µS/cm ) dapat digunakan sebagai elektroda alternatif untuk baterai primer karena memiliki Daya Hantar Listrik (DHL) yang lebih tinggi dibandingkan dengan baterai primer komersial yang dijual di pasaran (DHL=26 µS/cm ; DHL=29.67µS/cm).

B. KATA KUNCI: Tuliskan maksimal 5 kata kunci.

Grafit/Grafena;Grafit/N-Grafena;Grafena/N-Grafena;Elektroda;Daya Hantar Listrik (DHL)

Pengisian poin C sampai dengan poin H mengikuti template berikut dan tidak dibatasi jumlah kata atau halaman namun disarankan seringkas mungkin. Dilarang menghapus/memodifikasi template ataupun menghapus penjelasan di setiap poin.

C. HASIL PELAKSANAAN PENELITIAN: Tuliskan secara ringkas hasil pelaksanaan penelitian yang telah dicapai sesuai tahun pelaksanaan penelitian. Penyajian dapat berupa data, hasil analisis, dan capaian luaran (wajib dan atau tambahan). Seluruh hasil atau capaian yang dilaporkan harus berkaitan dengan tahapan pelaksanaan penelitian sebagaimana direncanakan pada proposal. Penyajian data dapat berupa gambar, tabel, grafik, dan sejenisnya, serta analisis didukung dengan sumber pustaka primer yang relevan dan terkini.

(6)

PRODUKSI ELEKTRODA BATERAI PRIMER BERBAHAN NON-LOGAM (GRAFIT/GRAFENA, GRAFIT/N-GRAFENA DAN

GRAFENA/N-GRAFENA)

Ketua : Rikson A.F Siburian, Ph.D NIDN 0004097404 Anggota 1 : Dr. Helmina Br Sembiring, M.Si NIDN 0002027601 Anggota 2 : Sabarmin Perangin-angin, M.Si NIDN 0013126905

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

NOVEMBER 2019 LAPORAN AKHIR

PENELITIAN TERAPAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI

(7)

Pengisian poin C sampai dengan poin H mengikuti template berikut dan tidak dibatasi jumlah kata atau halaman namun disarankan seringkas mungkin. Dilarang menghapus/memodifikasi template ataupun menghapus penjelasan di setiap poin.

1. Analisis Struktur dengan XRD

Analisis struktur masing-masing kristal katoda baterai primer (komersial), Grafit, Oksida Grafena, Grafena dan N-Grafena dianalisis menggunakan alat difraktometer sinar-X Rigaku Smartlab 3 kW Radiasi Cu-Kα digunakan (1.540598 Å) untuk mengamati sampel dari 5ô hingga 70ô dengan kecepatan scan 2ô min^-1, tegangan 44 kV, dan arus 40 mA. Difraktogram dari Grafit, Oksida Grafena,Grafena, Katoda Baterai Primer dan N-Grafena ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Difraktogram Grafit, Oksida Grafena, Grafena, Katoda Baterai Primer dan N-Grafena

Pada Gambar 1. tampak puncak yang tajam pada 2θ = 26,58^o untuk Katoda Baterai dan Grafit, artinya kandungan Katoda Baterai sama dengan Grafit. Hasil-hasil tersebut terkonfirmasi dengan penelitian yang dilaporkan Ni SB et al., 2014 [1] dan Shao et al., 2012 [2]. Selanjutnya Grafit digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan Grafena dan N-Grafena. Pada penelitian ini, Grafit dioksidasi dengan asam-asam kuat dan oksidator menghasilkan Oksida Grafena. Oksida Grafena dikarakterisasi dengan XRD. Adanya puncak yang lemah dan melebar pada 2θ = 10^o membuktikan bahwa Oksida Grafena terbentuk. Data ini juga sesuai dengan penelitian yang dilaporkan oleh Liu et al, 2013 [3].

Puncak lemah dan melebar pada 2θ=26,58^o merupakan puncak dari Grafena berlapis nano. Puncak N- Grafena sedikit bergeser kesebelah kanan dari puncak Grafena, hal itu terjadi dikarenakan Grafena telah berinteraksi dengan atom-atom N menghasilkan N-Grafena. Data XRD dari Grafena dan N-Grafena yang dihasilkan terkonfirmasi dengan data yang dipublikasikan oleh Liu et al, 2013 [3].

0 10 20 30 40 50 60 70 80

C (002)26,58⁰(3,34A)

Intensitas (a.u)

2 Theta (⁰)

Grafit

Oksida Grafena Grafena

Katoda Baterai Primer N-Grafena

C. HASIL PELAKSANAAN PENELITIAN: Tuliskan secara ringkas hasil pelaksanaan penelitian yang telah dicapai sesuai tahun pelaksanaan penelitian. Penyajian dapat berupa data, hasil analisis, dan capaian luaran (wajib dan atau tambahan). Seluruh hasil atau capaian yang dilaporkan harus berkaitan dengan tahapan pelaksanaan penelitian sebagaimana direncanakan pada proposal. Penyajian data dapat berupa gambar, tabel, grafik, dan sejenisnya, serta analisis didukung dengan sumber pustaka primer yang relevan dan terkini.

(8)

Paduan Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena dianalisis dengan XRD (Gambar 2).

Gambar 2. Difraktogram dari Grafit/Grafena , Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena.

Adanya puncak-puncak pada 2θ = 26-26,58^o menunjukkan bahwa karbon (C) 002 terbentuk dengan jarak antar lapisan adalah 3,36 Å. Hal itu berarti Grafena ada pada ketiga paduan tersebut.

Ketiga paduan tersebut menunjukkan karakter yang berbeda dimana bentuk puncak-puncaknya tidak sama. Puncak 2θ = 26ô pada Grafit/Grafena sedikit tajam dan melebar. Hal ini disebabkan karena adanya interaksi antara lapisan-lapisan antara Grafit dan Grafena. Struktur Grafit pada paduan Grafit/Grafena tampak tidak dominan lagi dibandingkan dengan ketika Grafit tidak berpadu dengan Grafena. Dengan demikian Grafena lebih dominan berinteraksi dengan Grafit. Untuk Grafit/N-Grafena memiliki puncak tajam dan sempit pada 2θ = 26.52ô dengan jarak lapisan 3,36 Å. Data tersebut membuktikan bahwa terjadi interaksi antara Grafit dan N-Grafena meskipun Grafit tampak dominan terhadap N-Grafena. Sementara paduan Grafena/N-Grafena memiliki puncak yang sangat menarik pada 2θ = 26.58ô dibandingkan dengan kedua paduan lainnya karena puncaknya lemah dan melebar dengan jarak 3,36 Å. Artinya terjadi interaksi antara Grafena/N-Grafena [4].

2. Analisis Gugus Fungsi Grafit, Oksida grafena, Grafena dan N-Grafena dengan FTIR

Karakterisasi menggunakan FTIR adalah analisis yang ideal untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat dalam katoda baterai, grafit, oksida grafena, grafena dan N-grafena. Analisis FTIR menggunakan alat Shimadzu IR Prestige-21 dilakukan pada rentang bilangan gelombang 4000-500 cm^-

1. Semua sampel yang dianalisis dalam bentuk padat berupa pellet KBr.

(9)

Gambar 3. Spektrum FTIR dari Grafit, Oksida Grafena, Grafena dan N-Grafena

Grafit komersil memiliki puncak karakteristik pada 1573 cm^-1 menunjukkan vibrasi regangan dari C=C aromatis. Oksida grafena memiliki puncak lebar pada panjang gelombang 3000-3700 cm^-1, panjang gelombang pada daerah tersebut berhubungan dengan vibrasi streching dan bending ikatan O- H dari molekul air [5]. Peak dengan intensitas kuat pada daerah sekitar 1600 cm^-1 menunjukkan vibrasi regangan C=C pada cincin benzen atau deformasi vibrasi pada pita O-H dari molekul air terinterkalasi yang berarti proses oksidasi dari grafit menjadi oksida grafit berjalan dengan baik [2]. Puncak pada daerah sekitar 2337 cm^-1 menunjukkan deformasi vibrasi C=O (karbonil) dan pada 1203 cm^-1, 1050 cm^-

1 menunjukkan deformasi vibrasi C-O epoksi, dan C-O alkoksi, masing-masing [6].

Pada grafena tampak terdapat puncak dengan intensitas kuat pada daerah sekitar 1600 cm^-1 yang menunjukkan ikatan C=C aromatic yang merupakan ikatan utama pada struktur grafena. Semakin lama ultrasonikasi maka ikatan C=C aromatic semakin kuat. Sedangkan ikatan C=O (karbonil), C-OH (fenol) dan C-O (alkoksi/ether) semakin berkurang. Hal ini mengindikasikan bahwa telah terjadi reduksi oksida grafena menjadi grafena [7].

Pada N-Grafena, atom nitrogen menggantikan atom karbon dimana terdapat puncak pada 1396 dan 1573 cm^-1 sesuai dengan ikatan C-N dan C=C yang kuat dan tajam masing-masing. Hal ini mengindikasikan bahwa N-Grafena terbentuk [8].

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

(C=O)2337

1111 1033

1033 1620

1620

3425

1573 1573 1396

(C-O) (C-O)

(C-O)

(C=C) (C=C)

(O-H)

(C-N)

Transmitansi (%T)

Bilangan Gelombang (cm^-1)

Grafit Oksida Grafena Grafena N-Grafena

(10)

3. Analisis Gugus Fungsi Pada Perbandingan Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena Grafena/N Grafena dengan FTIR

Gambar 4. Spektrum FTIR dari Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena Grafena/N-Grafena

Pada Grafit/N-Grafena memiliki puncak karakteristik pada 1573 cm^-1 menunjukkan vibrasi regangan dari C=C aromatis yang berasal dari struktur pada grafit dan pada 1033 cm^-1 menunjukkan deformasi vibrasi C-O (epoksi atau alkoksi) dimana hadirnya oksigen berasal dari penambahan N- Grafena ke dalam struktur grafit sehingga gugus fungsi oksigen menempel pada permukaan grafit.

Sedangkan pada pada Grafena/N-Grafena munculnya peak baru pada 1396 cm^-1 yang menunjukkan adanya ikatan C-N.

4. Analisis SEM-EDX

Analisa SEM dilakukan pada Grafit, Grafena, N-Grafena dan paduannya Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena.

4.1 Grafit

Data SEM dari Grafit ditunjukan pada gambar 5.

A.Perbesaran 500 X B.Perbesaran 1000 X

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

(C-O) 1033 1033 1573

1573 1396

(C-O) (C-N)

(C=C) (C=C)

Transmitansi(%T)

Bilangan Gelombang(cm^-1)

Grafit/N-Grafena Grafena/N-Grafena

(11)

C.Perbesaran 3000 X

Gambar 5. Foto SEM pada permukaan Grafit

Gambar 5 menunjukkan permukaan Grafit yang dilakukan dengan tiga kali perbesaran. Pada permukaan Grafit dengan perbesaran 3000 X menunjukkan Grafit memiliki struktur yang rapat dan bertumpuk diantara lapisan-lapisannya. Selain itu, permukaan tebal dan terlihat jelas lapisan pada grafit yang menunjukkan bahwa grafit memiliki struktur yang berlapis [9]. Hasil kelimpahan yang diperoleh dari Grafit dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kelimpahan Elemen Grafit dengan menggunakan EDX Number

Element

Element Symbol

Element Name

Weight

Concentration element (%)

6 C Karbon 75,21

8 O Oksigen 21,26

13 Al Alumunium 01,33

14 Si Silikon 02,20

Sum 100

Data hasil EDX dari grafit yang diukur, terlihat bahwa grafit didominasi oleh atom C karena struktur grafit disusun oleh ikatan-ikatan atom karbon. Dan ditemukannya unsur lain seperti O, Al dan Si, hal ini dikarenakan grafit tersebut bukan merupakan grafit murni dan berasal dari bahan tempat sampel.

4.2 Grafena

Data SEM dari Grafena ditunjukan pada Gambar 6.

A.Perbesaran 500 X B.Perbesaran 1000 X

(12)

C.Perbesaran 3000 X

Gambar 6. Foto SEM pada permukaan Grafena

Gambar 6 menunjukkan permukaan Grafena yang dilakukan dengan tiga kali perbesaran. Pada permukaan Grafena dengan perbesaran 3000 X menunjukkan Grafena memiliki lapisan tipis, tidak tebal dan rapat seperti Grafit yang artinya Grafena berhasil disintesis. Grafena memiliki permukaan yang berkerut dibandingkan Grafit, lembaran Grafena ini tersusun secara acak dan terkait satu sama lain membentuk padatan tidak teratur dengan lapisan yang lebih tipis [10]. Grafena yang dihasilkan dapat dikonfirmasi dengan data EDX (Tabel 2).

Tabel 2. Kelimpahan Elemen Grafena menggunakan EDX Number

Element

Element Symbol

Element Name

Weight

Concentration element (%)

6 C Karbon 75,88

8 O Oksigen 8,64

13 Al Alumunium 7,5

16 S Sulfur 4,62

19 K Kalium 3,36

Sum 100

Data hasil EDX dari grafena yang diukur, terlihat bahwa atom C dalam grafena mengalami kenaikan dibandingkan dengan Grafit.

4.3 N-Grafena

Data SEM dari Grafena ditunjukan pada Gambar 7.

(13)

C.Perbesaran 3000 X

Gambar 7. Foto SEM pada permukaan N-Grafena

Gambar 7 menunjukkan permukaan N-Grafena yang dilakukan dengan tiga kali perbesaran.

Pada permukaan N-Grafena dengan perbesaran 3000 X menunjukkan permukaan N-Grafena tampak sangat berbeda dari Grafena dimana permukaannya tampak lebih terbungkus dibandingkan Grafena, kemungkinan atom-atom N berinteraksi dengan struktur Grafena [11]. Untuk melihat atom N berinteraksi dengan struktur Grafena dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3 Kelimpahan Elemen N-Grafena dengan menggunakan EDX Number

Element

Element Symbol

Element Name

Weight

6 C Karbon 56,87

8 O Oksigen 32,9

25 Mn Mangan 4,31

7 N Nitrogen 2,72

19 K Kalium 0,57

16 S Sulfur 0,47

11 Na Natrium 0,28

Sum 100

Data hasil EDX dari N-Grafena yang diukur, menunjukkan adanya N (2,72%) mengidentifikasikan bahwa N-Grafena terbentuk. Hal tersebut menandakan terjadinya penggabungan antara C dan N akibat efek N-dopan dimana N dapat menyumbangkan elektronnya ke dalam grafena [12].

(14)

4.4 Grafit/Grafena

Data SEM dari Grafit/Grafena ditunjukan pada Gambar 8.

C.Perbesaran 3000 X Gambar 8 Foto SEM pada Grafit/Grafena

Gambar 8 menunjukkan permukaan Grafit/Grafena yang dilakukan dengan tiga kali perbesaran.

Pada permukaan Grafit/Grafena dengan perbesaran 3000 X menunjukkan adanya paduan antara Grafit/Grafena. Hal itu disebabkan berubahnya struktur masing-masing Grafit dan Grafena (non paduan). Struktur Grafit tampak lapisan Grafena (Gambar 5). Berdasarkan data-data tersebut dapat terlihat dengan jelas bahwa Grafit berpadu dengan Grafena. Jumlah kelimpahan atom dari masing- masing unsur pada Grafit/Grafena dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Kelimpahan Elemen Grafit/Grafena dengan menggunakan EDX Number

Element

Element Symbol

Element Name

Weight

6 C Karbon 84,56

8 O Oksigen 11,29

16 Si Silikon 02,91

Sum 100

Data hasil EDX dari Grafit/Grafena yang diukur, menunjukkan kandungan atom C yang besar dibandingkan dengan Grafit/Grafena dan Grafena/N-Grafena, hal tersebut terjadi karena interaksi yang bersinergi antara struktur grafit dan grafena pada paduan Grafit/Grafena.

(15)

4.5 Grafit/N-Grafena

A. Perbesaran 500 X B.Perbesaran 1000 X

C.Perbesaran 3000 X

Gambar 9. Foto SEM pada Grafit/N-Grafena

Gambar 9. menunjukkan permukaan Grafit/N-Grafena yang dilakukan dengan tiga kali perbesaran. Pada permukaan Grafit/N-Grafena dengan perbesaran 3000 X menunjukkan bahwa bentuk struktur Grafit pada Grafit/N-Grafena tidak tertlihat lagi karena ditutupi oleh N-Grafena. Artinya terjadi perpaduan antara Grafit dan N-Grafena. Untuk membuktikan hal tersebut dilakukan analisis EDX.

Tabel 5. Kelimpahan Elemen Grafit/N-Grafena dengan menggunakan EDX Number

Element

Element Symbol

Element Name

Weight

6 C Karbon 56,54

8 O Oksigen 16,3

16 S Sulfur 13,61

19 K Kalium 3,68

7 N Nitrogen 2,06

Sum 100

Data hasil EDX dari Grafit/N-Grafena menunjukkan bahwa adanya atom N (2,06%). Hal ini dikarenakan N-Grafena terdeposit kedalam struktur grafit dan terjadi interaksi antara atom C dan N pada grafit dan N-Grafena. Sehingga, kelimpahan atom karbon pada Grafit/N-Grafena berkurang.

(16)

4.6 Grafena/N-Grafena

C.Perbesaran 3000 X

Gambar 10. Foto SEM pada Grafena/N-Grafena

Gambar 10. menunjukkan permukaan Grafena/N-Grafena yang dilakukan dengan tiga kali perbesaran. Pada permukaan Grafena/N-Grafena dengan perbesaran 3000 X menunjukkan Grafena/N- Grafena memiliki struktur permukaan yang berbeda dengan Grafit/Grafena dan Grafit/N-Grafena. Hal ini dapat terjadi karena N-Grafena terdeposit dengan baik ke dalam struktur grafena. Untuk melihat N- Grafena terdeposit dengan baik kedalam struktur Grafena dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Kelimpahan Elemen Grafena/N-Grafena menggunakan EDX Number

Element

Element Symbol

Element Name

Weight

6 C Karbon 58,53

8 O Oksigen 17,63

16 S Sulfur 8,63

19 K Kalium 4,95

7 N Nitrogen 1,72

Sum 100

(17)

Data hasil EDX Grafit/N-Grafena menunjukkan bahwa adanya atom N (1,72%). Hal ini dikarenakan N-Grafena terdeposit kedalam struktur grafena dan terjadi interaksi antara atom C dan N pada grafena dan N-Grafena.

5. Analisis Sifat Listrik

Analisis sifat listrik dilakukan pada Grafit, Grafena, N-Grafena, Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena serta pada Baterai Komersial dengan menggunakan alat Multimeter pada suhu ruang dengan berat 2 gr yang dimasukkan kedalam Fuse.

A) Grafit

Analisis sifat listrik dari Grafit ditunjukkan pada Tabel 7.

Tabel 7. Daya Hantar Listrik Grafit Tegangan

(Volt)

Arus (µA)

R Daya Hantar Listrik

(1/R) (µS/cm)

5 109 0.072 21.8

10 237 0.094 23.7

15 381 0.070 25.4

20 534 0.053 26.7

25 657 0.052 26.28

30 748 0.007 24.93

Daya Hantar Listrik (DHL) dari Grafit mengalami kenaikan dari 21,8-26,28 µS/cm pada tegangan 5-25 volt dan arus 109-657 µA. Namun DHL menurun pada tegangan 30 volt dan arus 748 µA. Elektron biasanya mengalami gangguan selama perjalanan akibat cacat atau susunan atom-atom yang terbentuk kurang teratur sehingga menurunkan nilai konduktivitas listriknya [13].

B) Grafena

Analisis sifat listrik dari Grafena ditunjukkan pada Tabel 8.

Tabel 8. Daya Hantar Listrik Grafena Tegangan

(Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 225 0.022 45

10 454 0.026 45.4

15 503 0.021 33.53

20 719 0.016 35.95

25 890 0.090 35.6

30 906 0.013 30.2

Daya Hantar Listrik (DHL) dari Grafena mengalami kenaikan dari 45-45.4 µS/cm pada tegangan 5-10 volt dan arus 225-454 µA. Namun DHL menurun pada tegangan 15 volt dan arus 503 µA dan mengalami kenaikan kembali pada tegangan 20 volt dan arus 719 µA dan mengalami penurunan pada 25-30 volt. Keteraturan atom-atom bahkan tanpa cacat timbul sebagai akibat ikatan atom-atom karbon yang kuat dan disaat yang bersamaan ikatan ini juga sangat fleksibel sehingga memungkinkan

(18)

ikatannya merenggang dari ukuran awalnya [14]. Mobilitas kecepatan elektron yang mengalir pada grafena kurang stabil dan menyebabkan DHL pada Grafena menurun.

C) N-Grafena

Analisis sifat listrik dari Grafit ditunjukkan pada Tabel 9.

Tabel 9. Daya Hantar Listrik N-Grafena.

Tegangan (Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 248 0.061 49.6

10 517 0.042 51.7

15 634 0.059 42.26

20 796 0.026 39.8

25 899 0.009 35.96

30 984 0.088 32.8

Daya Hantar Listrik (DHL) dari N-Grafena mengalami kenaikan dari 49,6-51,7 µS/cm pada tegangan 5-10 volt dan arus 248-517 µA. Sementara DHL menurun pada tegangan 10-30 volt dari 51,7- 32,8 µS/cm. Keteraturan struktur N-Grafena yang didapatkan dapat mempengaruhi kinerja elektron untuk dapat menghantarkan arus listrik [15]. Adanya permukaan struktur N-Grafena yang tampak terbungkus dan kurang teratur membuat mobilitas kecepatan elektronnya kurang stabil dan membuat DHL pada N-Grafena menurun. Grafik arus dan DHL Grafit, Grafena dan N-Grafena terhadap variasi tegangan dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Variasi Arus dan DHL Grafit, Grafena dan N-Grafena.

5 10 15 20 25 30

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Arus Grafit Arus Grafena Arus N-Grafena DHL Grafit DHL Grafena DHL N-Grafena

Tegangan (V)

Arus (A)

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

DHL (S/cm)

(19)

D) Grafit/Grafena

Analisis sifat listrik dari Grafit/Grafena ditunjukkan pada Tabel 10.

Tabel 10. Daya Hantar Listrik Grafit/Grafena.

Tegangan (Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 212 0.085 42.4

10 512 0.031 51.2

15 935 0.043 62.33

20 1314 0.021 65.7

25 2890 0.051 115.6

30 3620 0.087 120.67

Daya Hantar Listrik (DHL) yang diperoleh dari Grafit/Grafena sangat menarik dibandingkan dengan Grafit, Grafena dan N-Grafena. Dimana DHL Grafit/Grafena mengalami kenaikan dari 42,4- 120,67 µS/cm pada tegangan 5-30 volt. Susunan atom-atom yang teratur dapat memungkinkan elektron untuk dapat bergerak dengan cepat [16]. Hal ini membuktikan bahwa elektron yang mengalir pada Grafit/Grafena memiliki mobilitas elektron yang tinggi dan membuat DHL semakin meningkat.

E) Grafit/N-Grafena

Analisis sifat listrik dari Grafit/N-Grafena ditunjukkan pada Tabel 11.

Tabel 11. Daya Hantar Listrik Grafit/N-Grafena.

Tegangan (Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 305 0.093 61

10 729 0.017 72.9

15 1334 0.044 88.93

20 2470 0.097 123.5

25 3290 0.099 131.6

30 4270 0.026 142.33

Daya Hantar Listrik (DHL) yang diperoleh dari Grafit/N-Grafena sebesar 142,33 µS/cm pada tegangan 30V dan arus sebesar 4270 µA sangat berbeda dengan kenaikan yang dimiliki oleh Grafit/Grafena dimana DHL yang diperoleh sebesar 120,67 µS/cm. Hal ini terjadi karena N-Grafena terdeposit dan membentuk interaksi C dan N didalam struktur Grafit dan Grafena sehingga akan meningkatkan nilai DHL dari Grafit dan Grafena. N-Grafena dapat merubah sisi aktif, meningkatkan kinerja elektro katalitik dan kestabilan yang baik. Hal tersebut dikarenakan ketika elektron N banyak memasuki pita valensi, maka bidang datar Grafit memperoleh lebih banyak elektron-elektron π dan membentuk ikatan C-N.

(20)

F) Grafena/N-Grafena

Analisis sifat listrik dari Grafena/N-Grafena ditunjukkan pada Tabel 12.

Tabel 12. Daya Hantar Listrik Grafena/N-Grafena.

Tegangan (Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 317 0.073 63.4

10 801 0.084 80.1

15 1452 0.031 96.8

20 2790 0.008 139.5

25 3540 0.062 141.6

30 4390 0.006 146.33

Daya Hantar Listrik (DHL) yang diperoleh dari Grafena/N-Grafena sebesar 146,33 µS/cm pada tegangan 30 V tidak memiliki perbedaan yang jauh dengan Grafit/N-Grafena (142.33 µS/cm). Hal ini terjadi karena N-Grafena terdeposit kedalam struktur Grafena sehingga menyebabkan mobilitas elektron semakin cepat dan menyebabkan nilai DHL semakin besar [17].

G) Baterai Komersial

Analisis sifat listrik dari berbagai merk baterai komersial ditunjukkan pada Tabel 13 dan Tabel 14.

Tabel 13. Daya Hantar Listrik pada Baterai ABC.

Tegangan (Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 100 0.05 20

10 202 0.049 20.2

15 329 0.045 21.93

20 479 0.041 23.95

25 635 0.039 25.4

30 780 0.038 26

Tabel 14. Daya Hantar Listrik pada Baterai Photo Ultra Power.

Tegangan (Volt)

Arus (µA)

(1/R) (µS/cm)

5 103 0.048 20.6

10 231 0.043 23.1

15 378 0.039 25.2

20 482 0.041 24.1

25 686 0.036 27.44

30 890 0.033 29.67

Pada Tabel 13 dan Tabel 14, Daya Hantar Listrik (DHL) yang diperoleh dari baterai komersial Baterai ABC sebesar 26 µS/cm dan Baterai Photo Ultra Power sebesar 29.67µS/cm pada tegangan 30 V. Dimana DHL yang diperoleh baterai komersial sangat berbeda jauh dengan DHL yang diperoleh oleh Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena. Hal ini terjadi karena adanya modifikasi dari struktur Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena. Dimana hasil modifikasi

(21)

tersebut dapat meningkatkan konduktivitas listrik yang besar dan kecepatan transfer elektron yang cepat sehingga dapat digunakan sebagai pengganti katoda pada baterai primer [18]. Grafik arus dan DHL Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan Grafena/N-Grafena terhadap variasi tegangan dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12. Variasi Arus dan DHL Grafit/Grafena, Grafit/N-Grafena, Grafena/N-Grafena, Baterai ABC dan Baterai Photo Ultra Power.

Dari Gambar 2 dapat dilihat bahwa Grafena/N-Grafena memiliki nilai Daya Hantar Listrik paling besar dibandingkanGrafit/Grafena, Grafit/N-Grafena dan beberapa sampel baterai komersial yang diuji. Nilai DHL yang besar ini disebabkan oleh adanya penambahan doping Nitrogen kedalam struktur Grafena akibatnya dapat menghasilkan lebih banyak sisi aktif karena Grafena yang terdopan Nitrogen memiliki permukaan yang lebih besar sehingga dapat meningkatkan Daya Hantar Listrik (DHL) [19].

D. STATUS LUARAN: Tuliskan jenis, identitas dan status ketercapaian setiap luaran wajib dan luaran tambahan (jika ada) yang dijanjikan pada tahun pelaksanaan penelitian. Jenis luaran dapat berupa publikasi, perolehan kekayaan intelektual, hasil pengujian atau luaran lainnya yang telah dijanjikan pada proposal. Uraian status luaran harus didukung dengan bukti kemajuan ketercapaian luaran sesuai dengan luaran yang dijanjikan.

Lengkapi isian jenis luaran yang dijanjikan serta mengunggah bukti dokumen ketercapaian luaran wajib dan luaran tambahan melalui Simlitabmas mengikuti format sebagaimana terlihat pada bagian isian luaran

5 10 15 20 25 30

0 1000 2000 3000 4000 5000

Arus Grafit/Grafena Arus Grafit/N-Grafena Arus Grafena/N-Grafena Arus Baterai ABC Arus Baterai Photo Ultra Power DHL Grafit/Grafena DHL Grafit/N-Grafena DHL Grafena/N-Grafena DHL Baterai ABC DHL Baterai Photo Ultra Power

Tegangan (V)

Arus (A)

20 40 60 80 100 120 140 160

DHL (S/cm)

Jenis Luaran

Status Target Capaian (accepted, published, terdaftar atau granted, atau status lainnya)

Keterangan (url dan nama jurnal, penerbit, url paten, keterangan sejenis lainnya)

Publikasi Ilmiah Jurnal

Internasional Review https://www.editorialmanager.com/heliyon/

Paten Sederhana Terdaftar -

(22)

E. PERAN MITRA: Tuliskan realisasi kerjasama dan kontribusi Mitra baik in-kind maupun in-cash (jika ada). Bukti pendukung realisasi kerjasama dan realisasi kontribusi mitra dilaporkan sesuai dengan kondisi yang sebenarnya. Bukti dokumen realisasi kerjasama dengan Mitra diunggah melalui Simlitabmas mengikuti format sebagaimana terlihat pada bagian isian mitra

Mitra yang dipilih pada penelitian ini adalah pengusaha kelapa. Limbah tempurung kelapa yang dihasilkan akan digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan grafit sebagai bahan dasar dalam sintesis grafena.

F. KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN: Tuliskan kesulitan atau hambatan yang dihadapi selama melakukan penelitian dan mencapai luaran yang dijanjikan, termasuk penjelasan jika pelaksanaan penelitian dan luaran penelitian tidak sesuai dengan yang direncanakan atau dijanjikan.

Dalam penelitian ini, grafena dan N-grafena yang dihasilkan masih sedikit. Sehingga perlu sintesis grafena dan N-Grafena secara continu. Selain itu, untuk mendapatkan N-grafena, yang dibuktikan dengan uji SEM-EDX, sering sekali Nitrogen yang berasal dari NH3 tidak terdeposit dengan sempurna kedalam struktur permukaan grafena. Perlu dilakukan modifikasi metode yang digunakan agar N dapat terdeposit kedalam struktur permukaan grafena

G. RENCANA TINDAK LANJUT PENELITIAN: Tuliskan dan uraikan rencana tindaklanjut penelitian selanjutnya dengan melihat hasil penelitian yang telah diperoleh. Jika ada target yang belum diselesaikan pada akhir tahun pelaksanaan penelitian, pada bagian ini dapat dituliskan rencana penyelesaian target yang belum tercapai tersebut.

Elektroda baterai primer yang telah dihasilkan dalam penelitian ini yaitu Grafit/Grafena, Grafit/N- Grafena dan Grafena/N-Grafena. Dari ketiga materail ini, Grafena/N-Grafena yang memiliki nilai Daya Hantar Listrik(DHL) yang sangat baik yaitu sebesar 146,33 µS/cm. Nilai DHL yang dihasilkan oleh Grafena/N-Grafena jauh lebih besar dibandingkan DHL yang dimiliki oleh baterai primer yang diuji dalam penelitian ini yaitu Baterai ABC (26 µS/cm) dan Baterai Photo Ultra Power (29,67 µS/cm). Perlu dilakukan uji berkelanjutan untuk baterai sekunder menggunakan Grafena/N-Grafena. Elektroda non logam ini sangat lebih efisien untuk digunakan karna tidak menggunakan logam seperti litium, yang dapat menghasilkan limbah yang tidak ramah untuk lingkungan. Itulah sebabnya elektroda non logam ini sangat dianjurkan untuk digunakan juga pada baterai skeunder.

H. DAFTAR PUSTAKA: Penyusunan Daftar Pustaka berdasarkan sistem nomor sesuai dengan urutan pengutipan. Hanya pustaka yang disitasi pada laporan akhir yang dicantumkan dalam Daftar Pustaka.

1. Ni SB, Zhang JC, Ma JJ, Yang XL, Zhang LL, 2015. Li3VO4/N-doped graphene with high capacity and excellent cycle stability as cathode for lithium ion batteries, J. Power Sources, 296. 377-382.

2. Shao G, Lu Y, Wu F, Yang C, Zeng F, Wu Q, 2012. Graphene Oxide: The Mechanisms of Oxidation and Exfoliation. Journal of Materials Science, 47(10), pp. 4400 – 4409.

Hak Cipta granted -

Produk penerapan Reaktor dan Elektroda baterai primer: anoda dan katoda

Keikutsertaan dalam

Seminar Internasional Sudah dilaksanakan

International Conference on Chemical Science and Technology Innovation (ICOCSTI)

Buku Hasil Penelitian Sudah terbit N-Grafena: Sintesis dan Aplikasi

(23)

3. Liu Z, Zhang G, Lu Z, Jin X, Chang Z, 2013. One-step scalable preparation of N-doped nanoporous carbon as a high-performance electrocatalyst for the oxygen reduction reaction. Nano Research, 6 (4):

293-301.

4.Ratih, D., Siburian, R., Andriayani (2018), The Performance of Graphite/N-Graphene and Graphene/N-graphene as electrode in primary cell batteries, Rasāyan Journal of Chemistry, 11, 4, Article in Press

5. Chang C, Chang Y, Tsai C, Liao, 2012. Electrochemically synthesized graphene/ polypyrrole composites and their use in supercapacitor. Carbon. Adv. Mater, 22: 4872.

6.Tung, S., Fisher, S. L., Kotov, N. A., Thompson, L. T (2018), Nanoporous aramid nanofibre separators for nonaqueous redox flow batteries, Nature Communications, 9 (4193), 1–9.

7. Kumar, R., Liu, J., Hwanga, J. Y., Sun, Y. K (2018), Recent research trends in Li–S batteries, J.

Mater. Chem. A, 6, 11582–11605.

8. Seshadri, R., Persson, K., Kamat, P. V., Wu, Y (2015), Recent Advances in Battery Science and Technology, Chem. Mater., 27 (13), 4505–4506.

9. Lu, J., Chen, Z., Ma, Z., Pan, F., Curtiss, L. A., Khalil, A (2016), The role of nanotechnology in the development of battery materials for electric vehicles, Nature Nanotechnology, 11, 1031-1038.

10. Raccichini, R., Varzi, A., Passerini, S., Scrosati, B (2015), The role of graphene for electrochemical energy storage, 14, 271-279.

11. Randviir, E. P., Brownson, D. A. C., Banks, C. E (2014), A decade of graphene research: production, applications and outlook, Materials Today, 17 (9), 426–432.

12 Bianco, A. et al (2013), All in the graphene family – A recommended nomenclature for two- dimensional carbon materials, Carbon, 65, 1–6.

13. Thinius, S., Islam, M. M., Heitjans, P., Bredow, T (2014), Theoretical Study of Li Migration in Lithium–Graphite Intercalation Compounds with Dispersion-Corrected DFT Methods, 118 (5), 2273–

2280.

14. Persson, K., Hinuma, Y., Meng, Y. S., Van der Ven, A., Ceder, G (2010) Thermodynamic and kinetic properties of the Li-graphite system from first-principles calculations, Physical Review B, 82, 125416.

15. Sascha Thinius, Mazharul M. Islam, Paul Heitjans, and Thomas Bredow, Theoretical Study of Li Migration in Lithium–Graphite Intercalation Compounds with Dispersion- Corrected DFT Methods, J.

Phys. Chem. C, 2014, 118 (5), pp 2273–2280.

16. Reddy, A. L. M., Srivastava, A., Gowda, S. R., Gullapalli, H., Dubey, M., Ajayan, P. M., (2010), Synthesis Of Nitrogen-Doped Graphene Films For Lithium Battery Application, 4 (11), 6337-6342.

17. Poh, H. L., Sofer, Z., Nováček, M., Pumera, M (2014), Concurrent Phosphorus Doping and Reduction of Graphene Oxide, Chemistry A European Journal, 20 (15), 4284–4291.

18. Niu, F., Tao, L. M., Deng, Y. C., Wang, Q. H., Song, W. G (2014), Phosphorus doped graphene nanosheets for room temperature NH3 sensing, New J. Chem., 38, 2269–2272.

19. Espino, E. G (2016), Behind the Synergistic Effect Observed on Phosphorus–Nitrogen Co-Doped Graphene during the Oxygen Reduction Reaction, J. Phys. Chem. C, 120 (49), 27849–27857.