digilib@itb.ac.id +62 812 2508 8800

ABSTRAK Ahmad Al Ghiffari
PUBLIC Yati Rochayati

COVER Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

BAB 1 Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

BAB 2 Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

BAB 3 Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

BAB 4 Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

BAB 5 Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

PUSTAKA Ahmad Al Ghiffari
Terbatas  Yati Rochayati
» Gedung UPT Perpustakaan

Berbagai teknologi yang ada saat ini membutuhkan divais penyimpan energi listrik yang memiliki performa terbaik. Dari berbagai divais penyimpanan energi, superkapasitor mendapatkan perhatian lebih dalam beberapa tahun terakhir karena kemampuannya untuk dapat menghasilkan kepadatan daya dan energi yang tinggi. Beberapa material berbasis Transition Metal Sulfide (TMS) telah banyak dikembangkan sebagai divais penyimpan energi karena memberikan hasil kapasitansi terbaik saat ini. Salah satu jenis TMS yang menarik untuk diteliti adalah Tembaga Sulfida (CuS). CuS memiliki sifat konduktivitas tinggi, kapasitas spesifik yang tinggi, dan efektivitas biaya sehingga dapat digunakan sebagai material elektroda pada superkapasitor. Peningkatan performa superkapasitor material tembaga sulfida telah banyak dilakukan, akan tetapi perlunya studi terkait penjelasan secara teoretis mengenai hal tersebut. Pada penelitian ini, dilakukan studi berbasis teori fungsional rapatan (Density Functional Theory atau DFT) melalui software Vienna Ab-Initio Simulation Package (VASP) untuk menganalisa hubungan antara Density of State (DOS) dengan kapasitansi CuS. Pada perhitungan juga dilakukan penambahan ion elektrolit Kalium (K+) pada permukaan CuS untuk mempelajari efek charging pada struktur permukaan CuS yang biasa disebut Rigid Band Approximation. Dari struktur permukaan CuS bermuatan ini dapat dilakukan perhitungan pseudokapasitansi redoks yang sebelumnya perlu ditentukan terlebih dahulu perubahan Work Function (WF) untuk struktur yang diberikan muatan dan tidak diberikan muatan. Struktur CuS terlebih dahulu dioptimasi geometrinya menggunakan metode interpolasi untuk memperoleh konstanta kisi yang paling optimum. Dilakukan variasi fungsional berupa fungsional Hubbard dan fungsional van der waals, sehingga diperoleh konstanta kisi a sebesar 3,78 Å dan konstanta kisi c sebesar 16,34 Å. Struktur CuS murni hasil optimasi geometri ini diberikan vacuum-gap pada arah z sebesar 16 Å . Struktur ini kemudian diekspansi sebesar 3×3×1, sehingga dalam model ekspansi tersebut terdapat 54 atom Cu dan 54 atom S. Berdasarkan perhitungan WF dari variasi penambahan muatan, diperoleh ?WF maksimum pada pemberian muatan -9 sebesar 2,58 eV. Dari struktur permukaan CuS murni yang ditambahkan satu hingga sembilan ion Kalium pada permukaan, diperoleh rata-rata jumlah muatan yang ditransfer oleh ion elektrolit ke struktur adalah 1e. Dari kedua variasi tersebut, diperoleh nilai psudokapasitansi maksimum untuk struktur permukaan CuS murni sebesar 611,4 F/g. Selain nilai pseudokapasitansi, juga diperoleh kapasitansi kuantum yang lebih tinggi untuk struktur permukaan CuS murni yaitu 2441 F/g. Sehingga untuk meningkatkan kapasitansi kuantum, dapat dilakukan dengan memodelkan struktur permukaan pada struktur bulk. Fenomena kapasitansi juga diamati dengan memberikan doping Fe dan Mn pada struktur permukaan CuS murni. Diperoleh nilai pseudokapasitansi dari pemberian muatan -1 dan pemberian satu ion elektrolit Kalium pada permukaan untuk struktur permukaan CuS murni, Cus didoping Fe, dan didoping Mn berturut-turut adalah 16,95 F/g, 90,49 F/g, dan 25,03 F/g. Nilai pseudokapasitansi yang diperoleh pada struktur dengan doping menunjukkan bahwa nilai pseudokapasitansi redoks dapat ditingkatkan dengan melakukan doping pada struktur permukaan CuS murni. Sedangkan untuk kapasitansi permukaan CuS murni, CuS didoping Fe, dan CuS didoping Mn diperoleh kapasitansi kuantum terintegrasi di daerah potensial positif berturut-turut adalah 1075,6 F/g, 1016,8 F/g, dan 1034,9 F/g. Nilai kapasitansi kuantum terintegrasi yang diperoleh pada kedua jenis struktur tersebut menunjukkan nilai kapasitansi kuantum terintegrasi di daerah potensial negatif lebih tinggi dibandingkan dengan daerah potensial positif. Hal ini mengindikasikan potensi dari material CuS sebagai elektroda anoda untuk superkapasitor. Sedangkan dari data kapasitansi kuantum untuk struktur bulk dan struktur permukaan, diperoleh bahwa nilai kapasitansi kuantum hanya akan meningkat ketika diberikan doping pada struktur bulk CuS.