Perpustakaan Digital ITB

pengembangan teknologi penyimpanan energi, salah satunya superkapasitor. Grafit adalah material vital dalam superkapasitor. Namun, mengingat 80% cadangan dan produksinya di dominasi China, maka berbagai penelitian dilakukan untuk mencari bahan baku alternatifnya. Batubara memiliki potensi sebagai bahan baku pengganti grafit karena struktur dan komposisinya. Batubara lignit Indonesia yang cukup cadangannya berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan grafit melalui konversi menjadi prekursor alternatif grafena via grafena oksida tereduksi (reduced graphene oxide, rGO). Penelitian ini mempelajari pengaruh pretreatment batubara, variasi pH pada reduksi menjadi rGO, serta perlakuan thermal annealing terhadap performa elektrokimia rGO yang dihasilkan. Penelitian dilakukan menggunakan batubara lignit (RC) yang dihaluskan hingga berukuran -200 mesh. Lalu batubara didemineralisasi melalui pelindian bertahap dengan 1 M HF dan 0,5 M HNO3, kemudian dilanjutkan karbonisasi pada temperatur 600 °C selama 2 jam, dan diikuti aktivasi pada temperatur 800 °C selama 1 jam dengan laju pemanasan keduanya 5 °C/menit, untuk menghasilkan carbonized clean coal (CCC). Sampel CCC selanjutnya disintesis menjadi grafena oksida (GO) menggunakan metode Hummers yang dimodifikasi. Lalu GO direduksi untuk memperoleh rGO menggunakan asam askorbat dengan pemanasan cepat menggunakan microwave selama 3 menit pada 1.000 Watt dengan variasi pH larutan 8, 9 dan 10 (rGO8, rGO9, dan rGO10). Sampel rGO8, rGO9, dan rGO10 selanjutnya dilakukan thermal annealing pada 280 °C untuk menghasilkan sampel rGO8_An, rGO9_An, dan rGO10_An. Lalu sampel GO, rGO, dan rGO_An difabrikasi menjadi elektroda serta dilakukan uji cyclic voltammetry (CV) dan galvanostatic charge discharge (GCD) dengan instrumen sistem tiga elektroda untuk mengetahui kapasitansi spesifik elektroda. Sampel RC, CCC, GO, rGO, dan rGO_An dikarakterisasi menggunakan x-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA), dan scanning electron microscope-energy dispersive x-ray (SEM-EDS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pelindian bertahap efektif menurunkan kandungan abu (10,33% menjadi 0,27% wt%, db), sedangkan karbonisasi dan aktivasi meningkatkan kandungan fixed carbon (46,06% menjadi 97,93% wt%, db). Hasil uji performa elektrokimia GO menunjukkan nilai kapasitansi 131,44 F/g pada densitas arus 0,5 A/g, dengan interlayer spacing d002 = 0,395 nm. Proses reduksi kimiawi optimum pada pH 10 dengan nilai kapasitansi rGO10 230,37 F/g pada densitas arus 0,5 A/g. Proses thermal annealing berhasil meningkatkan nilai kapasitansi yaitu 308,31 F/g (rGO8_An) pada densitas arus 0,5 A/g.