Perpustakaan Digital ITB

Sumber primer untuk memproduksi logam dan senyawa mangan yang utama adalah dari mineral pirolusit. Bijih mangan berkadar tinggi (Mn>40%) umumnya diproses dengan jalur pirometalurgi untuk menghasilkan paduan ferromangan (FeMn) dan silikomangan (SiMn), sementara bijih berkadar rendah diproses melalui jalur hidrometalurgi dengan pelindian, pemurnian, dan elektrolisis atau presipitasi kimia untuk menghasilkan MnO2 elektrolitik/electrolytic manganese dioxide (EMD) dan senyawa-senyawa mangan lainnya. Kondisi elektrolisis menjadi penentu karakteristik EMD yang dihasilkan. Sebagai komponen baterai dan superkapasitor, EMD harus memiliki keaktifan elektrokimia yang baik. Sifat tersebut merupakan fungsi dari morfologi dan struktur kristal deposit. Beberapa penelitian menunjukkan EMD yang dihasilkan dari elektrolisis dengan arus tetap memiliki discharge capacity dan cycle performance pada baterai yang belum maksimal. Elektrolisis dengan arus pulsa merupakan salah satu metode yang diperkirakan dapat memperbaiki morfologi dan struktur kristal EMD sehingga diperoleh keaktifan elektrokimia yang lebih baik. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh arus pulsa terhadap morfologi dan struktur kristal EMD. Larutan elektrolit disiapkan dengan melarutkan 50,37 g MnSO4.H2O dalam 500 mL H2SO4 0,5M untuk mendapatkan konsentrasi Mn terlarut 0,2 M. Serangkaian percobaan elektrolisis dilakukan dengan anoda titanium dan katoda karbon selama 4 jam. Percobaan elektrolisis dengan arus tetap dilakukan dengan memvariasikan rapat arus dan temperatur, sementara pada percobaan elektrolisis arus pulsa divariasikan duty cycle dan frekuensi pulsa. Setiap 1 jam selama percobaan, arus dan tegangan sel diukur secara periodik dengan amperemeter dan voltmeter. Setelah percobaan elektrolisis selesai, endapan EMD yang dihasilkan dianalisis dengan Scanning Electron Microscope (SEM) dan X-ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui morfologi, struktur kristal dan ukuran butirannya dan dibandingkan karakteristik EMD yang dihasilkan dari arus tetap dan arus pulsa. Hasil percobaan elektrolisis dengan arus tetap menunjukkan bahwa rapat arus yang lebih tinggi (2 A/dm2) menyebabkan penurunan efisiensi arus namun menghasilkan butiran yang lebih halus. Peningkatan temperatur dari 80 ke 95oC cenderung meningkatkan ukuran butiran EMD yang dihasilkan. Hasil percobaan elektrolisis dengan arus pulsa menunjukkan bahwa semakin tinggi duty cycle dan frekuensinya, semakin halus ukuran butiran yang dihasilkan. Meskipun struktur kristal yang dihasilkan oleh arus pulsa terdiri atas struktur yang sama dengan EMD yang dihasilkan oleh arus tetap (yaitu struktur  dan -MnO2), kristalinitas yang dihasilkan cenderung lebih baik. Selain itu, arus pulsa juga menghasilkan butiran EMD yang lebih halus dibandingkan dengan arus tetap.