Perpustakaan Digital ITB

Na?V?(PO?)? atau Natrium Vanadium Phosphate (NVP) dengan struktur NASICON (Na Super Ionic Conductor) merupakan salah satu kandidat paling menjanjikan untuk baterai ion natrium (NIB) karena menawarkan kinerja tinggi, stabilitas struktural yang luar biasa, dan bahan baku yang melimpah. Namun, tantangan utamanya menggantikan vanadium (V), yang mahal dan beracun, dengan elemen lebih ekonomis seperti besi (Fe). Strategi doping Fe pada katoda NVP terbukti dapat meningkatkan tegangan interkalasi, yang berpengaruh terhadap kinerja elektrokimia baterai natrium-ion. Dalam studi ini, pendekatan pemodelan numerik mekanika kuantum berbasis Density Functional Theory (DFT) digunakan untuk menyelidiki pengaruh substitusi vanadium (V) dengan atom besi (Fe) terhadap tegangan interkalasi NVP. Fokus kami adalah menentukan fase yang paling stabil secara termodinamika untuk NVP murni dan NVP terdopan Fe, NayV2?x Fex (PO4)3 (NVFP), pada berbagai tingkat Fe (x = 0,25; 0,5; dan 1) dan komposisi Na (y = 1, 2, 3, 4). Berdasarkan hasil perhitungan energi formasi, konfigurasi Na?V?(PO?)? terbukti menjadi yang paling stabil selama proses desodiasi, terutama dengan doping Fe sebesar 50%. Peningkatan kandungan besi pada katoda NVP menyebabkan kenaikan rentang tegangan interkalasi. Peningkatan rentang tegangan paling signifikan terhadap NVP murni (1,38 hingga 2,14 V) yaitu pada paduan Fe 50% ( 1,84 V hingga 3,49 V). Penambahan Fe sebesar 25% dan 50% menyebabkan dominasi orbital Fe 3d di dekat tingkat Fermi, menjadikan besi sebagai kation redoks utama selama desodiasi awal, serta meningkatkan tegangan interkalasi pada katoda NVP. Penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan paduan besi pada katoda NVP merupakan strategi yang efektif untuk mengatur rentang tegangan interkalasi NVP, sehingga dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi yang dirancang. Dengan peningkatan ini, NVP yang dipadukan dengan besi menjadi pilihan yang menjanjikan sebagai katoda untuk baterai ion-natrium berkinerja tinggi. Kata kunci: baterai natrium-ion, NASICON, katoda, paduan, kinerja elektrokimia