ryanti

i

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

PREPARASI EXFOLIATED CARBON BERBASIS KULIT BATANG KAYU

GELAM DAN APLIKASINYA PADA ELEKTRODA

KAPASITOR LAPIS GANDA ELEKTROKIMIA

BIDANG KEGIATAN:

PKM-PENELITIAN

Diusulkan oleh :

Riyanti Kusuma Dewi 08121003007 (2012)

Dedek Anggi Vari 08031181320022 (2013)

Linda Hani 08031181320006 (2013)

Ririn Afriani 08031381320020 (2013)

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDERALAYA

2014

ii

PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN

1. Judul Program : Preparasi Exfoliated Carbon Berbasis Kulit

Batang Kayu Gelam dan Aplikasinya pada

Elektroda Kapasitor Lapis Ganda Elektrokimia

2. Bidang Kegiatan : PKM-P

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Riyanti Kusuma Dewi

b. NIM : 08121003007

c. Jurusan : Kimia

d. Universitas : Universitas Sriwijaya

e. Alamat Rumah / No. HP : Perum Griya Sejahtera Blok A2 No 4 dan 5

Indralaya Utara / 089667868011

f. Email : [email protected]

4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 Orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Nirwan Syarif, M.Si

b. NIDN : 0001107001

c. Alamat Rumah / No. HP : Perumahan Bukit Sejahtera Blok BV No. 06

Karang Anyar - Palembang

6. Biaya Kegiatan Total

a. Dikti : Rp. 11.575.000,00

b. Sumber lain : ---

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : Bulan Desember 2014 - Februari 2015

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i

PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN .................................................... ii

DAFTAR ISI ............................................................................................................... iii

RINGKASAN .............................................................................................................. iv

BAB 1. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 3

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................... 6

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN .......................................................... 8

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................9

LAMPIRAN 1. BIODATA KETUA, DAN ANGGOTA ........ Error! Bookmark not

defined.

LAMPIRAN 2. JUSTIFIKASI ANGGARAN KEGIATAN ...................................... 17

LAMPIRAN 3. SUSUNAN ORGANISASI TIM KEGIATAN DAN PEMBAGIAN

TUGAS ........................................................................................................................ 19

LAMPIRAN 4. SURAT PERNYATAAN KETUA PELAKSANA Error! Bookmark

not defined.

iv

RINGKASAN

Mempertimbangkan urgensi penelitian elektroda kapasitor lapis ganda

elektrokimia (KLGE) dalam mendukung penelitian lain seperti pengembangan sel

bahanbakar atau lebih lanjut program mobil nasional maupun KLGE itu sendiri, maka

pengembangan elektroda untuk KLGE sangat strategis. Selama tiga tahun terakhir,

penelitian yang dilakukan di jurusan Kimia telah berhasil mengembangkan karbon

berstrukur nano (carbon nanostructures) dari bahan lokal seperti kayu gelam, kulit

batang kayu gelam dan minyak wijen dengan teknik pengolahan yang relatif sederhana.

Karbon pitanano (KPN) merupakan salah satu diantaranya. Secara ekstensif karbon

yang diproduksi dari kulit batang kayu gelam (KPKG) kemudian diaplikasikan pada

sebagai bahan awal untuk pembuatan elektroda KLGE. Sebagaimana elektroda yang

dibuat dari karbon dari biomassa, elektroda tersebut masih memiliki tahanan listrik

tinggi dan nilai kapasitansi rendah. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut perlu

dilakukan pengelupasan (exfoliation) terhadap struktur dan lapisan jaringan heksagonal

yang terdapat pada KPN. Metoda yang banyak digunakan dalam proses demikian adalah

metoda Hummer. Metoda Hummer kemudian dapat dimodifikasi agar dapat berjalan

dengan maksimal. Modifikasi metoda Hummer dilakukan dengan menerapkan

pemanasan gelombangmikro (microwave) terhadap sampel karbon. Diharapkan dengan

menggunakan metoda yang dikembangkan ini, KPN KBKG menjadi lebih kaya akan

gugus fungsi. Introduksi gugus fungsi pada struktur KPN bertujuan memberikan gaya

tolak kepada struktur antar lapis untuk menjauh satu sama lain. Hal tersebut

mengakibatkan beberapa lapis jaringan heksagonal karbon terkelupas sehingga

membuat kristalin karbon menjadi lebih kecil, hingga hanya mengandung 1-5 lapis

jaringan karbon heksagonal saja. Struktur lapis kristalin karbon yang minimalis ini

disebut grafen (graphene). Sebagaimana diketahui grafen merupakan material yang

memiliki nilai resistansi listrik paling rendah. Elektroda KLGE yang dibuat dari

material grafen diketahui memiliki nilai kapasitas tampung listrik (kapasitansi) tinggi.

Untuk mendapatkan nilai resistansi dan kapasitansi terbaik, elektroda dibuat dalam

bentuk elektroda lapis tipis (ELT). Kinerja ELT dievaluasi dengan menggunakan

metoda galvanostatik dan voltammetri siklik.

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kapasitor lapis ganda elektrokimia (KLGE) dikenal juga sebagai supercapacitor,

telah digunakan secara luas pada bidang elektronik dan transportasi, seperti pada sistem

komputer, alat komunikasi dan pulse laser system, hybrid electrical vehicles, dan

sebagainya (Mitra et al. 2001; Gandey et al. 2010; Hashmi & Upadhyaya 2002;

Choudhury et al. 2009). KLGE memiliki banyak kelebihan dibanding dengan alat

penyimpan energi yang lain seperti baterai. Dari sisi teknis, KLGE memiliki jumlah

siklus yang relatif banyak (>100000 siklus), kerapatan energi yang tinggi, kemampuan

menyimpan energi yang besar, prinsip yang sederhana dan konstruksi yang mudah

(Chen et al. 2011).

Saat ini teknologi pembuatan KLGE terus dikembangkan terutama untuk

menekan biaya produksi elektroda yang cukup tinggi. Penelitian sebelumnya telah

berhasil memproduksi elektroda berpori dari bahan dasar karbon kayu gelam dengan

nilai kapasitansi spesifik berkisar antara 0,01 – 28 Fg-1 (Syarif et al. 2012) dan

dipasangkan ke dalam prototipe KLGE yang menghasilkan nilai kapasitansi terpakai

sebesar 0,001 – 0,208 F bekerja pada tegangan 1,6 V (Syarif 2014). Selain itu, dapat

digunakan material (allotrop) karbon lainnya, yaitu karbon terkelupas (exfoliated

carbon). Karbon terkelupas merupakan hasil modifikasi struktur permukaan dan lapisan

jaringan heksagonal karbon yang memiliki struktur kristalin, misalnya grafit. Proses

pengelupasan lapis demi lapis kristalin karbon secara masif akan menghasilkan karbon

dengan jumlah lapis 1 – 5 unit saja atau disebut dengan graphene. Jalur terdekat yang

dapat dilalui untuk menyiapkan karbon terkelupas adalah dengan menggunakan karbon

berstruktur nano sebagai bahan awal.

Salah satu karbon berstruktur nano yang dapat digunakan sebagai karbon

pitanano (carbon nanoribbon). Karbon pitanano yang dipreparasi dari kulit batang kayu

gelam diketahui memiliki ketebalan 20-30 nm. Prosedur preparasi karbon pitanano

(KPN) kulit batang kayu gelam (KBKG) sendiri merupakan suatu temuan baru yang

belum dilakukan sebelumnya (Syarif & Suheryanto 2013). Penelitian pendahuluan

terkait dengan aplikasi KPN KBKG sebagai elektroda karbon berpori menunjukkan

nilai kapasitansi sebesar 0,7 – 2 F dengan tegangan kerja dibawah 1,2 V dimana pelet

karbon berdiameter 10 mm dipreparasi dengan binder resin epoksi. Hal ini belum dapat

diterima dengan baik karena kedua nilai tersebut masih cukup rendah sehingga belum

dapat digunakan dalam piranti KLGE. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut perlu

dilakukan modifikasi struktur dan lapisan jaringan heksagonal yang terdapat dalam

KPN KBKG.

Dalam penelitian ini modifikasi dilakukan dengan mengikuti metoda Hummer

(Hummers & Offeman 1958) dilanjutkan dengan anealisasi menggunakan pemanasan

gelombangmikro (microwave). Karbon terkelupas yang dihasilkan kemudian dibuat

2

menjadi elektroda lapis tipis (ELT). Kinerja ELT dievaluasi dengan menggunakan

metoda galvanostatik dan voltammetri siklik.

1.2. Rumusan Masalah

Penelitian pendahuluan yang dilakukan oleh mahasiswa jurusan Kimia FMIPA

Universitas Siriwjaya berhasil mempreparasi karbon yang memiliki struktur nano yang

disebut dengan karbon pitanano (KPN) dari kulit batang kayu gelam (KBKG). KPN

tersebut juga telah diaplikasi sebagai elektroda yang dapat dipergunakan pada kapasitor

lapis ganda elektrokimia (KLGE). Sebagaimana elektroda yang dibuat dari karbon dari

biomassa, elektroda tersebut masih memiliki tahanan listrik tinggi dan nilai kapasitansi

rendah. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut perlu dilakukan pengelupasan

(exfoliation) terhadap struktur dan lapisan jaringan heksagonal yang terdapat pada KPN.

Metoda yang banyak digunakan dalam proses demikian adalah metoda Hummer.

Metoda Hummer kemudian dapat dimodifikasi agar dapat berjalan dengan maksimal.

Modifikasi metoda Hummer dilakukan dengan menerapkan pemanasan

gelombangmikro (microwave) terhadap sampel karbon. Diharapkan dengan

menggunakan metoda yang dikembangkan ini, KPN KBKG menjadi lebih kaya akan

gugus fungsi. Introduksi gugus fungsi pada struktur KPN bertujuan memberikan gaya

tolak kepada struktur antar lapis untuk menjauh satu sama lain. Hal tersebut

mengakibatkan beberapa lapis jaringan heksagonal karbon terkelupas sehingga

membuat kristalin karbon menjadi lebih kecil, hingga hanya mengandung 1-5 lapis

jaringan karbon heksagonal saja. Struktur lapis kristalin karbon yang minimalis ini

disebut grafen (graphene). Sebagaimana diketahui grafen merupakan material yang

memiliki nilai resistansi listrik paling rendah. Elektroda KLGE yang dibuat dari

material grafen diketahui memiliki nilai kapasitas tampung listrik (kapasitansi) tinggi.

Untuk mendapatkan nilai resistansi dan kapasitansi terbaik, elektroda dibuat dalam

bentuk elektroda lapis tipis (ELT). Kinerja ELT dievaluasi dengan menggunakan

metoda galvanostatik dan voltammetri siklik.

1.3. Tujuan Program

Tujuan dari program PKM-penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Melakukan preparasi karbon terkelupas dari karbon pitanano kulit batang kayu

gelam yang memiliki nilai resistansi dibawah 300 ohm.

2. Melakukan preparasi elektroda lapis tipis dengan menggunakan bahan awal

karbon terkelupas yang memiliki nilai kapasitansi minimal 20 F dan tegangan

kerja minimal 1,6 V.

1.4. Luaran Yang Diharapkan

3

Penelitian preparasi exfoliated carbon berbasis kulit batang kayu gelam dan

aplikasinya pada elektroda kapasitor lapis ganda elektrokimia diharapkan menghasilkan

luaran berupa makalah seminar internasional di dalam negeri.

1.5. Ke-utamaan dan Manfaat

Keutamaan dan manfaat dari program PKM-penelitian ini adalah

a) Mendapatkan keterampilan dan penguasaan teknologi yang berhubungan dengan

preparasi elektroda kapasitor dengan kemampuan penyimpanan energi dan daya

yang relatif lebih besar.

b) Pengembangkan bahan yang tersedia secara lokal sehingga memiliki nilai tambah

secara komersial

c) Menyiapkan material moderen yang mungkin diperlukan oleh masyarakat baik

secara nasional maupun internasional

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kapasitor Lapis Ganda Elektrokimia sebagai Alat Penyimpan Energi

Struktur sel KLGE seperti yang ditampilkan pada Gambar 1, terdiri dari

sepasang elektroda yang direndam dalam elektrolit, dengan sebuah pemisah (separator)

ion-permeable terletak diantara kedua elektroda. Pada keadaan demikian, masing-

masing antar muka elektrode elektrolit mewakili sebuah kapasitor sehingga sebuah sel

lengkapnya, suatu KLGE dapat dipandang sebagai dua kapasitor tesusun secara seri.

Penyimpanan energi pada KLGE bekerja berdasarkan mekanisme lapis ganda

listrik yang terbentuk tidak hanya pada permukaan fisik elektroda tetapi juga bagian

ruah pori – pori elektroda. Sehingga lapis ganda listrik pada elektroda berpori jauh lebih

besar dari pada ukuran fisiknya sehingga memungkinkan terbentuknya lebih banyak

pembawa muatan (Walczyk et al., 2005). Pembawa muatan pada KLGE sebagian

dilakukan oleh ion terbentuk dari elektrolit yang digunakan dan sebagian lagi dilakukan

oleh elektron terdelokalisasi pada karbon. KLGE dapat menggunakan bahan elektrolit

berair maupun atau organik. Elektrolit dalam media air, seperti H2SO4 dan KOH,

umumnya memiliki tahanan listrik yang lebih rendah dengan persyaratan minimum

ukuran pori lebih rendah dibandingkan dengan elektrolit organik. Komponen ketiga

yang tak kalah pentingnya adalah pemisah (separator).

4

Gambar 1. Struktur sel KLGE ( supercapacitor)

Pemisah merupakan material yang memiliki kemampuan untuk mencegah

terjadinya kontak listrik antara kedua elektroda namun tetap ion-permeable sehingga

memungkinkan proses transfer dan pemisahan muatan berlangsung. Untuk kinerja

terbaik KLGE, separator harus memiliki hambatan listrik tinggi, konduktansi ionik yang

tinggi, dan ketebalan yang rendah. Pemisah mencegah terjadinya kontak listrik antara

kedua elektroda, tetapi ion-permeable, yang memungkinkan transfer muatan ion

berlangsung. Namun demikian, proses pemisahan muatan KLGE tertahan pada

potensial listrik rendah karena fase ruah elektroda tidak memiliki kemampuan untuk

mengalirkan muatan secara baik walaupun konduktivitas listrik material elektroda

bernilai baik. Sehingga pada praktiknya, untuk menghasilkan kapasitansi dan potensial

yang lebih tinggi digunakan dibutuhkan karbon dengan cukup konduktif dan memiliki

banyak pori mikro yang dapat dimasukin oleh larutan. Dengan demikian sifat kelistrikan

suatu KLGE ditentukan dari sifat kimia material elektroda dan pemisah serta kesesuaian

antara ukuran ion elektrolit dan pori – pori elektroda.

2.2. Elektroda Karbon Pitanano untuk Kapasitor Lapis Ganda Elektrokimia

Elektroda karbon merupakan elektroda yang memanfaatkan karbon sebagai

bahan elektroda yang berfungsi sebagai elektroda pada pengukuran atau titrasi redoks.

Elektroda karbon dpat difungsi sebagai elektroda bantu dan elektroda referensi bila

digunakan pada sistem elektrokimia berkonfigurasi tiga elektroda. Alasan banyaknya

penggunaan karbon sebagai bahan elektroda karena harga dan biaya produksi

yangrelatif rendah, mudah diperoleh atau ketersediaannya melimpah.

Karakteristik karbon yang sesuai untuk KLGE adalah ukuran pori dan luas

permukaan yang tinggi sehingga muatan dapat berakumulasi dengan baik, pergerakan

ion yang cepat dan bentuk pori, mengandung gugus fungsi yang membantu proses

terbentuknya lapis ganda elektrokimia serta mengandung kristalin sehingga karbon

memiliki sifat konduktif. Karbon cukup inert sehingga tidak mudah bereaksi dan

dioksidasi dengan kondisi normal oleh elektrolit.

5

Kinerja KLGE didasarkan kepada akumulasi atau penyimpanan muatan yang

membentuk lapis ganda tanpa reaksi faradik. Kemampuan elektroda karbon untuk

menyimpanan muatan listrik diukur sebagai kapasitansi. Lebih lanjut kapasitansi

elektroda berkaitan dengan daya tarik elektrostatik yang murni dari ion yang cocok

untuk luas permukaan, bentuk serta ukuran pori yang terkandung. Pori mikro berperan

dalam pembentukkan lapis ganda, sebagaimana pori makro bertanggung jawab dalam

adsorpsi dan transportasi ion menuju bagian besar dari material elektroda. Penelitian

terakhir menunjukkan bahwa keberadaan pori nano dalam karbon secara signifikan

dapat meningkatkan kinerja dari KLGE sepanjang ion tersolvasi tidal lebih kecil

ukurannya dengan ukuran pori (Merlet et al. 2013; Lin et al. 2009).

Hasil analisis XRD memperlihatkan bahwa pengolahan kulit batang kayu gelam

secara pirolisis gelombang mikro dengan perlakuan awal hidrotermal berkatalis basa

dapat menghilangkan karakter bidang basal (100) karbon. Dengan demikian struktur

kristal karbon tersebut hanya terdeteksi pada arah bidang ujung (002). Maka

kemungkinan struktur kristal karbon yang diolah secara perlakuan awal hidrotermal

dengan katalis basa memiliki struktur nano yang hanya memiliki bidang ujung. Analisis

tersebut kemudian dikonfirmasi oleh citra SEM dengan pitanano diperkirakan memiliki

ketebalan 20 – 30 nm.

2.3. Voltammetri Siklik

Voltammetri siklik (CV) merupakan salah satu teknik voltammetri yang banyak

digunakan dalam elektroanalisis. Pengukuran ini dilakukan dengan menerapkan suatu

potensial kedalam sel elektrokimia dengan menggunakan peralatan potensiostat,

kemudian respon arus yang dihasilkan dari proses reaksi redoks diukur. Respon arus

diukur pada daerah potensial yang telah ditentukan. Kemudian dibuat plot arus fungsi

potensial yang disebut voltamogram siklik. Scan tegangan dengan metode voltametri

siklik ini tentunya menghasilkan respon arus yang spesifik. Jika respon arus fungsi scan

potensial ini digambarkan, maka akan berbentuk kurva voltamogram.

Voltammogram untuk reaksi reversibel akan menghasilkan dua puncak arus

yaitu pada arus katodik dan arus anodik. Senyawa yang mengalami reduksi

menghasilkan puncak katoda dan senyawa yang mengalami oksidasi menghasilkan

puncak anoda. Karakteristik puncak pada voltammogram diakibatkan oleh pembentukan

lapisan difusi dekat dengan permukaan elektroda. Plot voltammetri siklik berisi kurva

tertutup dengan keberadaan pasangan proses reduksi oksidasi (redoks) ditunjukkan dua

puncak katodik dan anodik, sementara tanpa pasangan redoks sistem irreversibel hanya

ditunjukkan satu puncak saja.

6

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Preparasi Karbon Terkelupas (Exfoliated Carbon) dari Karbon Pitanano

Kulit Batang Kayu Gelam

Sebanyak 15 g ditambahkan ke dalam gelas beaker 1000 mL yang berisi 10 mL

H2SO4 pekat dan 10 mL H3PO4 85%. Secara perlahan 1 g KMnO4 ditambahkan ke

dalam campuran dalam gelas beaker. Campuran akan bereaksi dan menghasilkan

banyak gas. Sebanyak 5 g FeCl3 kemudian ditambahkan ke dalam campuran setelah gas

yang terbentuk telah mulai berkurang. Campuran dibiarkan kembali bereaksi selama 2

jam untuk melangsungkan proses penyusupan (intercalated). Reaksi penyusupan akan

benar-benar terhenti setelah ditambahkan cukup banyak air sehingga pH campuran

menjadi netral atau sedikit basa. Campuran kemudian didiamkan selama kurang lebih 4

hari agar penyusupan atom K ke dalam lapisan jaringan heksagonal karbon menjadi

benar-benar stabil. Padatan yang terdapat pada campuran dipisahkan sehingga

didapatkan karbon berpenyusup kalium (K-intercalated carbon).

Untuk mendapatkan karbon terkelupas (exfoliated carbon) digunakan karbon

berpenyusup kalium (KBK). Sebanyak 3 g KBK dimasukkan ke dalam tabung gelas

tahan panas (gelas pyrex) dan ditempatkan pada bagian kontak oven gelombang mikro

(microwave, Sharp). Kontak antara KBK dengan gelombang mikro berlangsung selama

2 menit pada kondisi ambang dengan daya listrik penuh 1000 watt. KBK kemudian

akan terinduksi untuk menyala. Proses induksi dibiarkan selama beberapa menit. Pada

akhir proses dihasilkan karbon terkelupas.

3.2. Pengukuran Konduktivitas

Sebanyak 1-3 g karbon terkelupas dimasukkan ke dalam kompartemen ukur

yang terbuat dari PTFE dengan piston stainless pada bagian atas dan bawah. Sampel

yang berada pada kompartemen ukur diletakkan pada alat press untuk diberikan beban

sebesar 4 ton. Alat tekan (press) dihubungkan dengan catu daya digital dan 2 unit multi

meter digital untuk mengukur arus (I) dan tegangan listrik (V) . Ketebalan (l) pelet

diukur menggunakan jangka sorong digital dan selanjutnya konduktivitas (K) pelet

ditentukan dengan menggunakan hubungan matematika di bawah ini

R =

; ρ =

; K =

dimana R adalah hambatan listrik, ρ adalah resistivitas, I adalah kuat arus, l adalah

ketebalan, A adalah luas permukaan, dan K menyatakan konduktivitas.

3.3. Preparasi Elektroda

Sebagai rangka utama dari fisik elektroda adalah sekeping kaca gelas ukuran 13

mm x 25 mm dengan tebal 2mm. Untuk merekatkan karbon terkelupas pada kaca gelas

7

digunakan double tape dengan ukuran 10mm x 20mm. Satu sisi double tape digunakan

untuk merekatkannya pada kaca gelas dan sisi lain digunakan untuk sebagai bahan

adhesif untuk karbon. Karbon terkelupas kemudian ditebarkan pada bagian double tape

yang masih ber-adhesif. Agar karbon terkelupas dapat menyebar secara rata digunakan

spatula. Lapisan tipis karbon pada permukaan adhesif terbentuk setelah butiran karbon

terkelupas menyatu membentuk lempengan mengkilat akibat agitasi termal dengan

spatula. Pada kondisi tersebut elektroda lapis tipis telah siap untuk digunakan pada

pengujian voltase atau potensial dasar dasar dan kapasitansi spesifik.

3.4. Pengukuran Voltase/Potensial Dasar dan Kapasitansi Spesifik

Voltase dasar dari elektroda lapis tipis dengan meletakkan selembar kertas

dengan tebal 0,5 mm di atas lapis tipis karbon pada elektroda. Di atas kertas tersebut

kemudian diletak selempeng logam aluminium atau titanium dengan tebal 1 mm dan

ukuran 10 mm x 10 mm. Voltase dasar diukur dengan cara meletakan probe multimater,

satu pada lapis tipis karbon dan yang lain pada lempeng logam.

Kapasitansi spesifik elektroda lapis tipis karbon terkelupas ditentukan dengan

menggunakan teknik voltametri siklik pada potensiostat, dimana nilai densitas arus

adalah hasil pembagian nilai arus hasil pengukuran dengan berat elektroda karbon

dalam satuan gram (Kim et al, 2003).

avg

IdVQC

w V s V w

(4)

Nilai kapasitansi ( Cavg) yang dihasilkan dari rumus (4) didapat dari nilai arus anodik

dan katodik (I) pada jendela potensial (ΔV) yang dibagi dengan scan rate (s) serta

berat elektroda (w) yang di tetapkan. (∫Id) ditentukan dengan cara menentukan luas area

voltammogram secara grafik. Pengujian CV konfigurasi setengah sel - tiga elektroda

dengan cara menghubungkan kawat Ag/AgCl dengan probe elektroda acuan (reference

electrode), kawat platinum dengan probe elektroda cacah (counter electrode) dan ELT

dengan probe elektroda kerja (working electrode) pada peralatan potensiostat. Ketiga

elektroda tersebut dimasukan ke dalam gelas beaker 50 mL yang berisi larutan elektrolit

dengan tutup styrofoam. Larutan elektrolit yang digunakan masing-masing KOH, asam

oksalat, dan NaNO3 dengan tambahan TEA sebagai bahan aktif permukaan. Pengukuran

pada potensiostat dapat dijalankan dengan variasi laju sapuan potensial 5, 10, 20, 40, 60,

100 mV/s.

8

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN

4.1. Anggaran Biaya

No Uraian Pembiayaan Jumlah Biaya

(x 1.000)

1 Peralatan penunjang Rp. 2.900,-

2 Bahan habis pakai Rp. 4.050,-

3 Perjalanan Rp. 2.900,-

4 Lain - Lain Rp. 1.725,-

Total Rp. 11.575,-

4.2. Jadwal Kegiatan Biaya

No Rincian Kegiatan Program Pelaksanaan Bulan Ke-

1 2 3

1 Persiapan alat dan bahan penelitian

2 Preparasi karbon terkelupas (exfoliated carbon)

3 Pengukuran konduktivitas

4 Pembuatan Elektroda

5 Pengukuran Voltase/Potensial Dasar dan Kapasitansi

Spesifik

6 Pembuatan laporan penelitian

9

DAFTAR PUSTAKA

Chen, W. et al., 2011. High-Performance Nanostructured Supercapacitors on a Sponge.

Nano Letters, 11(12), pp.5165–5172.

Choudhury, N.A., Sampath, S. & Shukla, A.K., 2009. Hydrogel-polymer electrolytes

for electrochemical capacitors: An overview. Energy Environ. Sci., 2, pp.55–67.

Gandey, G.P., Kumar, Y. & Hasmi, S.A., 2010. Ionic liquid incorporated polymer

electrolytes for supercapacitor application. Indian J. Chem., 49, pp.743–751.

Hashmi, S.A. & Upadhyaya, H.M., 2002. Polypyrrole and poly(3-methyl thiophene)-

based solid state redox supercapacitors using ion conducting polymer electrolyte.

Solid State Ion., 152–153, pp.883–889.

Hummers, W.S. & Offeman, R.E., 1958. Preparation of graphitic oxide. J. Am. Chem.

Soc., 80, pp.1339–1339.

Lin, R. et al., 2009. Microelectrode Study of Pore Size, Ion Size, and Solvent Effects on

the Charge/Discharge Behavior of Microporous Carbons for Electrical Double-

Layer Capacitors. J. of Elec. Soc., 159(1), pp.A7–A12.

Merlet, C. et al., 2013. Highly confined ions store charge more efficiently in

supercapacitors. Nat Commun, 4. Available at:

http://dx.doi.org/10.1038/ncomms3701.

Mitra, S., Shukla, A.K. & Sampath, S., 2001. Electrochemical capacitors with

plasticized gel-polymer electrolytes. J. Power Sources, 101, pp.213–218.

Syarif, N., 2014. Performance of Biocarbon based Electrodes for Electrochemical

Capacitor. Energy Procedia, 52(0), pp.18–25.

Syarif, N. & Suheryanto, 2013. Pembuatan Karbon Berstruktur Pitanano (Carbon

Nanoribbons, Graphene Nanoribbons, Graphite Nanoribbons) dari Kulit Batang

Kayu. , p.5.

Syarif, N., Tribidasari, I. & Wibowo, W., 2012. Direct Synthesis Carbon/Metal Oxide

Composites for Electrochemical Capacitors Electrode. International Transaction

Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies, 3(1),

pp.21 – 34.

10

Lampiran 4. Biodata Anggota dan Ketua

11

12

13

14

Dosen Pendamping

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Dr. Nirwan Syarif, M.Si

2 Pangkat / Golongan Penata / IIIc

3 Jabatan Fungsional Lektor

4 Jabatan Struktural ---

5 NIP 197010011999031003

6 NIDN 0001107001

7 Tempat dan Tanggal lahir Palembang, 01 Oktober 1970

8 Alamat Rumah Perumahan Bukit Sejahtera BV 07 Palembang

9 Nomor HP 08980768575

10 Alamat Kantor Jurusan Kimia, Fak. MIPA Unsri. Kampus

Inderalaya Ogan Ilir, Sumatera Selatan

11 Nomor Telepon/Fax 0711580269/0711580069

12 Alamat email [email protected]

13 Mata kuliah yang diampu Elektrokimia, Elektrometri, Komputasi Kimia,

Kimia Fisika I, Kimia Permukaan, Komputasi

Farmasi, Farmasi Fisika I, Farmasi Fisika II

B. Riwayat Pendidikan

Program S1 S2 S3

Nama PT. Universitas

Sriwijaya

Institut Teknologi

Bandung

Universitas

Indonesia

Bidang Ilmu Kimia Kimia Kimia

Tahun Masuk 1991 1997 2007

Tahun Lulus 1996 1999 2013

C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir

No Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jml (Juta Rp.)

1 2009 Pembuatan Elektroda Platina dengan

Pendukung Karbon Struktur Nano

Bergrafit yang Dibuat dari Pirolisis

Serbuk Kayu Gelam

Hibah

Penelitian

Mahasiswa

Program

Doktor

50

2 2010 Preparasi dan Karakterisasi

Elektroda Berbasis Karbon

Berstruktur Nano untuk Aplikasi Sel

Bahan Bakar Seng Udara

Hibah

Bersaing

50

15

D. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir

No Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/

Nomor

Nama

Jurnal

1 2013 Binderless Activated Carbon

Electrode From Gelam Wood For

Use In Supercapacitors

3/2 J.

Electrochem.

Sci. Eng.

2 2013 First principles studies on band

structures and density of states of

graphite surface oxides

4/1 Int. J. of Nano

Dimension

3 2012 Fractional Factorial Analysis of

Gelam Wood Pyrolysis

2/7 J. of Mat. Sci.

and Eng. A

4 2012 Direct Synthesis Carbon/Metal

Oxide Composites for

Electrochemical Capacitors

Electrode

3/1 Int. Trans. J.

of Eng.,

Manag. &

App. Scie. &

Tech.

5 2010 Karakterisasi Sifat Kimia Fisika

Terak Pengolahan Bijih Besi

Sebagai Pencampur Mortar/ Bahan

Keramik

13/2 Jurnal

Teknologi

Pengolahan

Limbah

E. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral pada Pertemuan / Seminar

Ilmiah dalam 5 Tahun Terakhir

No Judul Artikel Ilmiah Nama Pertemuan /

Seminar

Waktu dan

Tempat

1 Gugus Fungsi Permukaan,

Kristalografi dan Sifat Elektrokimia

Elektroda Karbon Aktif Kayu

Gelam.

Simposium dan Seminar

nasional: Hasil-hasil riset

untuk meningkatkan

kesejahteraan

masyarakat, Palembang,

Pemda Sumsel.

Palembang,

2010

2 Vibration-Electronic Analysis Based

on DFT Theory to Determine

Surface Functionalities of Nitric

Acid Treated Carbon

International Conference

on Materials Science and

Technology

Serpong,

Indonesia.

2010

3 Synthesis and Surface Modification

of Carbon Nanostructures from

Sawdust

International Conference

for Advanced Material

and Processing

Jakarta,

Indonesia.

2009

16

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai

ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata

ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam

pengajuan PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA PENELITIAN.

Indralaya, 27 – 09 – 2014

Dosen Pembimbing,

Dr. Nirwan Syarif, M.Si

17

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan

a. Peralatan Penunjang

No. Keterangan Kuantitas Harga Satuan

(Rp. x 1.000)

Total

(Rp. x 1.000)

1 Indikator pH untuk

preparasi karbon

1 set 250,- 250,-

2 Tabung PTFE untuk

pengukuran

konduktivitas

1 set 300,- 300,-

4 Pengukuran

konduktivitas

10 kali 50,- 500,-

5 Pengukuran voltase

dasar dan kapasitansi

10 kali 70,- 700,-

6 Kawat Ag/AgCl 50 mm – 3g 250,- 250,-

7 Kawat platina 50 mm – 2g 900,- 900,-

Total 2.900,-

b. Bahan Habis Pakai

No. Keterangan Kuantitas Harga Satuan

(Rp. x 1.000)

Total

(Rp. x 1.000)

1 Asam sulfat,

H2SO4 pa.

1 x 500 mL 300,- 300,-

2 H3PO4 pa. 1 x 500mL 300,- 300,-

3 KMnO4 1 x 250 g 500,- 500,-

4 FeCl3 1 x 250 g 500,- 500,-

5 Akuades 1 x 5 L 300.- 300,-

6 Gelas kaca 13 m x

25 mm

20 keping 50,- 50,-

7 Double tape (3M) 1 roll 50,- 50,-

8 Aluminium 10 mm

x 10 mm

20 keping 300,- 300,-

9 Titanium 10 mm x

10 mm

20 keping 500,- 500,-

10 KOH 1 x 250 g 300,- 300,-

11 Asam oksalat 1 x 250 g 450,- 450,-

12 NaNO3 1 x 250 g 300,- 300,-

13 TEA 1x100mL 200,- 200,-

14 Karbon Pitanano 0,- 0,-

Total 4.050,-

18

c. Perjalanan

No. Keterangan Kuantitas Harga Satuan

(Rp. x 1.000)

Total

(Rp. x 1.000)

1 Perjalanan seminar

dari indralaya – kota

tujuan di Pulau Jawa

dan akomodasi

2 orang wakil 2.000,- 2.000.-

2 Transpostasi lokal

seminar, dalam kota,

airport - hotel

2 orang wakil 450,- 900

Total 2.900,-

d. Lain - lain

No. Keterangan Kuantitas Harga Satuan

(Rp. x 1.000)

Total

(Rp. x 1.000)

1 Kertas cetak printer 1 rim 50,- 50,-

2 Sarung tangan 4 set 60,- 60,-

3 Kertas label 1 set 10,- 10,-

4 Refill tinta hitam 1 set 30,- 30,-

5 Refill tinta warna 1 set 30,- 30,-

6 Styrofoam 1 lembar 20,- 20.-

7 Penyiapan proposal

dan perbanyakan

5 eksemplar 30,- 150,-

8 Penyiapan laporan

dan perbanyakan

5 eksemplar 30,- 150,-

9 Pendaftaran seminar 1 kali 900,- 900,-

10 Cetak poster

seminar

1 kali 325,- 325,-

Total 1.725,-

19

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan Dan Pembagian Tugas.

No Nama / NIM Bidang

Ilmu

Alokasi Waktu

(Jam/Minggu) Uraian Tugas

1 Riyanti Kusuma

Dewi /

08121003007

Kimia 4 jam/minggu Mengkoordinir kegiatan

baik antar mahasiswa

maupun dengan dosen

2 Dedek Anggi

Vari /

08031181320022

Kimia 4 jam/minggu Menyiapkan exfoliated

carbon, elektroda lapis

tipis

3 Linda Hani /

08031181320006

Kimia 4 jam/minggu Melakukan pengukuran

konduktivitas, tegangan

dasar dan kapasitansi

4 Ririn Afriani /

08031381320020

Kimia 4 jam/minggu Melakukan pengukuran

konduktivitas, tegangan

dasar dan kapasitansi

5 Nirwan Syarif /

0001107001

Kimia

Fisika

4 jam/minggu Membimbing

pelaksanaan kegiatan,

menganalisis data

20

Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana

KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

Jln. Raya Palembang-Prabumulih KM. 32 Indralaya 30662 (OI)

Telp. (0711) 580069, 580073