Perpustakaan Digital ITB

Baterai seng-udara merupakan salah satu media penyimpanan energi listrik yang menarik untuk dikembangkan dalam transisi dari energi berbasis bahan bakar fosil ke energi bersih. Baterai seng-udara menggunakan reaksi oksidasi seng di anoda dan reaksi reduksi oksigen di katoda untuk menghasilkan listrik, yang pada dasarnya cukup sederhana karena pemanfaatan udara bebas alih-alih penyimpanan oksidan. Komponen utama penyusun baterai seng-udara adalah elektrolit dan elektroda. Elektrolit yang digunakan adalah gel polymer electrolyte (GPE). Sedangkan pada elektroda dibedakan menjadi dua jenis pemakaian yaitu porous-zinc sebagai elektroda anoda dan karbon aktif sebagai elektroda air-cathode. Variasi dari pembuatan GPE adalah (1,5 : 3 gram) poly-vinyl alkohol (PVA), (0,06 : 0,15 :0,45 gram) SiO2, (0,06 : 0,15 : 0,45 gram) CMC, dan 6M KOH. Sementara untuk karbon aktif digunakan sebagai material katoda karena memiliki luas permukaan dan porositas yang tinggi, serta konduktivitas yang baik. Pada penelitian ini karbon aktif dihasilkan dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) melalui proses karbonisasi hidrotermal menggunakan CaCl2 sebagai zat pengaktif dan dilanjutkan dengan proses aktivasi menggunakan gas CO2 dan N2 selama 120 menit pada temperatur 800?. Karbon aktif yang dihasilkan kemudian diaplikasikan sebagai air-cathode baterai seng-udara. Karakteristik GPE dan baterai yang diuji meliputi electrolyte uptake, ionic conductivity, FTIR, SEM, XRD, CV, GCD, CCD, dan OCV. Keseluruhan penyerapan 6M KOH kedalam GPE cukup signifikan pada 6 sampel tertinggi yaitu pada sampel-1P6S4C (187,143%). Konduktivitas ionik GPE-1P6S4C (1,5 PVA : 0,06 SiO2 : 0,45 CMC) gram tertinggi terletak pada menit ke-15. Pada karakterisasi pendukung FTIR GPE gugus karboksilat COO- yang berasal dari partikel CMC pada spektrum bilangan gelombang 1597 cm-1. pola XRD karbon aktif terdapat puncak yang luas diikuti oleh puncak yang lemah menunjukkan struktur amorf karbon aktif tersebut. Pada karakterisasi FTIR karbon aktif terdapat puncak gelombang sekitar 3425 cm-1 menunjukkan adanya ikatan O-H dari gugus alkohol, fenol dan karboksil yang kuat pada karbon aktif. Ikatan O=C=O dikonfirmasi oleh puncak gelombang sekitar 2300 cm-1. karakterisasi SEM mengungkapkan bahwa karbon aktif yang digunakan sebagai bahan baku elektroda memiliki morfologi yang menguntungkan untuk aplikasi seperti baterai seng-udara. Sementara pada uji CV ZAB terbentuk oksidasi seng (discharge) menjadi padatan terlarut yang disebut sebagai dianion tetrahidroksil atau ????????(????????)42? dan zona reduksi seng (charge) ????????(????????)3? dan ????????(????????)42?menjadi Zn pada berbagai variasi sampel ZAB. Sementara itu pada uji GCD ZAB terjadi penurunan tajam pada kurva discharge ZAB-1P dan ZAB-3P terjadi karena konsentrasi OH- didalam GPE menjadi berkurang cepat karena adanya penguapan air sehingga ion-ion OH- yang diperuntukkan untuk dianion tetrahidroksil seperti ????????(????????)42?dan ????????(????????)3? sangat sedikit terbentuk hal ini tentu menyebabkan periode discharge baterai seng-udara menjadi lebih singkat dari target operasional yang ditentukan. Selanjutnya pada uji CCD ZAB terdapat fenomena yaitu kurva charge (pengisian) dan discharge (pengosongan) meningkat dan menurun secara kontinyu, pada tegangan CCD-1P, CCD-1P6S4C, CCD-1P1S4C, CCD-3P, CCD-3P6S4C, CCD-3P1S4C, dan CCD-3P4S4C tidak tinggi tegangannya dibandingkan CCD-1P4S4C dan CCD-3P. tegangan CCD-1P4S4C dab CCD-3P yang lebih tinggi daripada pada CCD-1P, CCD-1P6S4C, CCD-1P1S4C, CCD-3P, CCD-3P6S4C, CCD-3P1S4C, dan CCD-3P4S4C menunjukkan terdapat reaksi samping reaksi seperti pasivasi anoda Zn membentuk ZnO, pertumbuhan dendrit anoda Zn, dan GPE kehilangan kandungan ion OH-. Pada uji OCV ZAB terdapat kekurangan yaitu nilai OCV ZAB tidak memenuhi standar ZAB yaitu 1,5 V hal ini dikarenakan dalam praktiknya, sel biasanya tidak mencapai kesetimbangan penuh. Alasannya ada dua: (i) akan memakan waktu yang sangat lama dan (ii) proses parasit (seperti efek korosi atau persilangan) akan terjadi.