Perpustakaan Digital ITB

Dampak lingkungan yang semakin meningkat dari emisi karbon telah mendorong upaya global untuk beralih dari bahan bakar fosil ke sumber energi yang lebih bersih. Solusi penyimpanan energi yang berkelanjutan sangat penting untuk pergeseran ini. Baterai udara-seng (ZAB) menawarkan kepadatan energi tinggi, keamanan, biaya rendah, dan bobot ringan, menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk penyimpanan energi. Namun, kinerja ZAB terhambat oleh masalah seperti pertumbuhan dendritik, pasivasi, dan korosi. Tujuan penelitian ini adalah: Mengidentifikasi bentuk dan ukuran elektroda seng yang optimal (pelat, mesh, serbuk) yang memaksimalkan luas permukaan aktif tanpa mengorbankan konduktivitas, membandingkan kinerja elektroda seng dalam elektrolit gel (PVA) dan cair (KOH) dalam sel simetris, serta mengevaluasi kinerja baterai sel penuh menggunakan variasi elektroda seng terbaik dalam kedua elektrolit. Elektroda seng dalam berbagai bentuk (pelat, mesh, serbuk) dan ukuran (-70+120, - 120+170, -170+400 mesh) dikarakterisasi menggunakan analisis BET dan analisis XRD. Kemudian, sel simetris dengan elektroda seng dirakit dan diuji menggunakan Spektroskopi Impedansi Elektrokimia (EIS) untuk menentukan konduktivitas elektronik. Elektroda seng dengan kinerja terbaik digunakan dalam pengujian sel penuh dengan elektrolit hidrogel PVA atau KOH dan katoda udara karbon aktif. Sel penuh mengalami pengujian Voltametri Siklik (CV), EIS, dan Uji Muatan Pembebanan Galvanostatik (GCD). Analisis Mikroskop Elektron (SEM) dan Difraksi Sinar-X (XRD) dilakukan sebagai karakterisasi fisik sebelum dan setelah pengujian elektrokimia. Serbuk seng dengan ukuran mesh 170-400 menunjukkan luas permukaan tertinggi dan volume total pori sebesar 0,70935 m²/g dan 2,9324e-003 cc/g. Pengujian sel simetris menunjukkan bahwa pelat seng memiliki konduktivitas listrik tertinggi dalam kedua elektrolit sebesar 23.928 mS/cm dengan KOH dan 33.337 mS/cm dalam hidrogel. Pengujian sel penuh mengkonfirmasi bahwa elektroda pelat seng mengungguli elektroda serbuk dalam hal konduktivitas elektronik (0,063 mS/cm dalam elektrolit KOH dan 0,054 mS/cm dalam elektrolit hidrogel) dan kinerja keseluruhan baterai. Karakterisasi fisik menunjukkan bahwa penggunaan elektrolit KOH menurunkan pembentukan dendritik dan transfer elektron yang lebih baik pada antarmuka elektroda/elektrolit.