Modeling and Electrochemical Characterization of a LiFePO6 / Activated Carbon Electrode for the Construction of a Hybrid Electrochemical Device with High Density of Energy and Power

2007 ◽  
Vol 19 (5) ◽  
pp. 561-565 ◽  
Author(s):  
Supranee Wiwatchaiwong ◽  
Hirotoshi Matsumura ◽  
Nobuhumi Nakamura ◽  
Masafumi Yohda ◽  
Hiroyuki Ohno

2020 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 21-25
Author(s):  
Rakhmawati Farma ◽  
Melda Oktaviandari ◽  
Vepy Asyana

Abstrak. Elektroda merupakan salah satu komponen yang dapat meningkatkan kinerja sel superkapasitor. Pada penelitian ini elektroda karbon berasal dari limbah biomassa pelepah nipah. Persiapan awal dimulai dari proses prakarbonisasi pada suhu 200˚C dan selanjutnya diaktivasi secara kimia menggunakan KOH sebagai aktivator dengan konsentrasi 1M. Serbuk karbon aktif diubah menjadi bentuk monolit menggunakan Hydrolic press dan kemudian diikuti oleh proses karbonisasi pada suhu 650, 700 dan 750˚C, kemudian diaktivasi fisika dengan mengalirkan gas CO2 pada suhu 900˚C. Karakterisasi sifat fisis elektroda karbon menunjukkan bahwa densitas sampel PN650 yang dikarbonisasi pada suhu 650˚C memiliki nilai densitas paling rendah. Karakterisasi struktur mikro menunjukkan bahwa elektroda karbon memiliki struktur semikristalin yang ditandai dengan kehadiran puncak (002) dan (100) pada sudut 2θ sekitar 24˚ dan 43˚. Hasil karakterisasi struktur mikro juga menunjukkan bahwa sampel PN650 memiliki nilai Lc tertinggi yaitu sebesar 7,947 nm. Analisa sifat elektrokimia menunjukkan bahwa sampel PN650 mempunyai nilai kapasitansi terbesar yaitu 223,55 F/g. Dapat disimpulkan bahwa suhu 650˚C merupakan suhu terbaik dalam proses pembuatan elektroda karbon dari pelepah nipah untuk diaplikasikan sebagai elektroda sel superkapasitor.Abstract. The electrode is one of the components that can increase the supercapacitor cell performance. In this research, the carbon electrode derives from waste of palm midrib biomass. Initial preparation was started from the pre carbonization process at 200˚C and then was chemically activated using KOH as an activator with a concentration of 1M. The activated carbon powder was converted into a monolith form using a hydraulic press and then was followed by carbonization process at 650, 700 and 750˚C, then physical activation by flowing CO2 at 900˚C. Characterization of the physical properties of the carbon electrode showed that the density of the PN650 sample carbonized at 650°C had the lowest density value. Microstructure characterization indicated that the carbon electrode had a semi crystalline structure, it was characterized by the presence of peaks (002) and (100) at an angle of 2θ around 24˚ and 43˚. The results of the microstructure characterization also showed that the PN650 sample had the highest Lc value of 7.947 nm. Analysis of electrochemical properties showed that the PN650 sample had the largest capacitance value of 223.55 F/g. It can be concluded that 650˚C was the best temperature in the process of making carbon electrodes from palm leaf midrib to be applied as supercapacitor cell electrodes.Keywords: Ketaping, Activated Carbon, Supercapacitor, Activator, Capacitance.


2020 ◽  
Vol 9 (1) ◽  
pp. 1-8
Author(s):  
Agustino Agustino ◽  
Rakhmawati Farma ◽  
Erman Taer

Elektroda karbon aktif berbasis serat daun nanas (SDN) telah berhasil diproduksi dengan proses tiga langkah berikut ini, yaitu: (i) aktivasi kimia, (ii) karbonisasi, dan (iii) aktivasi fisika. Aktivasi kimia dilakukan dengan menggunakan agen pengaktif KOH dengan konsetrasi 0,3 M. Karbonisasi dilakukan dalam lingkungan gas N2 pada temperatur 600oC dan diikuti oleh aktivasi fisika pada temperatur 850oC menggunakan gas CO2 selama 2,5 jam. Luas permukaan spesifik elektroda 512,211 m2×g-1 dengan volume total pori sebesar 0,093 cm3×g–1, dan jari-jari pori rata-rata 1,199 nm. Morfologi permukaan elektroda karbon aktif menunjukkan adanya serat karbon dengan diameter serat dalam kisaran 101 - 185 nm dan memliki kandungan karbon dengan massa atomik sebesar 84,33%. Elektroda karbon aktif memiliki struktur amorf, yang ditunjukkan oleh dua puncak difraksi yang lebar pada sudut hamburan 24,64 dan 43,77o yang bersesuaian dengan bidang (002) dan (100). Kapasitansi spesifik, energi spesifik dan daya spesifik sel superkapasitor yang dihasilkan masing-masing sebesar 110 F×g-1, 15,28 Wh×kg-1 dan 36,69 W×kg-1. Pineapple leaf fiber (PALF) based activated carbon electrode has been successfully produced using three-step process, i.e. (i) chemical activation, (ii) carbonization, and (iii) physical activation. The chemical activation was carried out using KOH activating agent with a concentration of 0.3 M. The carbonization process is conducted out in N2 gas environment at 600oC and followed by physical activation at a temperature of 850oC by using CO2 gas for 2.5 h. The specific surface area of the electrode is 512.211 m2×g-1 with a total pore volume of 0.093 cm3×g-1, and average pore radius of 1.199 nm. The surface morphology of the electrode shown the carbon fibers with diameter in the range of 101 - 185 nm and carbon content with 84.33% of atomic mass. The activated carbon electrode has an amorphous structure, which is shown by two wide diffraction peaks at scattering angles of 24.64 and 43.77o which correspond to the plane (002) and (100), respectively. The specific capacitance, energy and power of the electrode are 110 F×g-1, 15.28 Wh×kg-1 and 36.69 W×kg-1, respectively.Keywords: Serat daun nanas, Kalium hidroksida, Elektroda karbon aktif, Kapasitansi spesifik, Superkapasitor 


2021 ◽  
Vol 10 (4) ◽  
pp. 102-106
Author(s):  
Miftah Ainul Mardiah ◽  
Awitdrus Awitdrus ◽  
Rakhmawati Farma ◽  
Erman Taer

Abstrak. Karbon aktif yang berasal dari biomassa telah menjadi bahan material dasar yang sudah digunakan secara luas untuk berbagai aplikasi eperti penyerapan, absorben, elektroda, penyimpan energi, dan aplikasi lainnya. Oleh karena itu perlu untuk pengoptimalkan sumber mentah karbon aktif berbiaya rendah dan memiliki porositas yang tinggi.  Biomassa kulit bawang putih sebagai bahan dasar pembuatan karbon aktif melalui proses pra-karbonisasi, aktivasi kimia dengan aktivator KOH dan ZnCl2 dengan masing-masing kosentrasi sebesar 0,25 M, 0,5 M, dan 0,75 M dan tanpa aktivator kimia. Proses karbonisasi dengan suhu 600°C dialiri gas nitrogen dan diaktivasi fisika dengan suhu 850°C. Penyusutan massa karbon sebesar 29,4%. Nilai densitas dari elektroda karbon untuk aktivator KOH dengan kosentrasi 0,5M yaitu 0,64 g.cm-3dan untuk aktivator ZnCl2 dengan kosentrasi 0,5M yaitu 0,71 g.cm-3. Gugus fungsi yang dimiliki elektroda kulit bawang putih diidentifikasi sebagai C-C, C C (alkuna), C-H (alkana), dan (O-H) yaitu pada bilangan gelombang 1600 cm-1, 1500 cm-1, 2950 cm-1 dan 2900-3600 cm-1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada aktivator KOH dan ZnCl2 dengan kosentrasi 0,5 M kondisi terbaik untuk variasi guna menunjang pengoptimalkan sumber mentah karbon aktif dan bisa digunakan dalam berbagai apliasi yang lebih luas. Abstract. Activated carbon derived from biomass has become a basic material that has been used widely for various applications such as absorption, absorbent, electrodes, energy storage, and other applications. Therefore, it is necessary to optimize the raw source of activated carbon which is low cost and has high porosity. Garlic skin biomass as a basic material for making activated carbon through a pre-carbonization process, chemical activation with KOH and ZnCl2 activators with concentrations of 0,25 M, 0,5 M, and 0,75 M respectively and without chemical activators. The carbonization process with a temperature of 600°C is flowed with nitrogen gas and is physically activated at a temperature of 850°C. Shrinkage of carbon by 29.4%. The density value of the carbon electrode for the KOH activator with a concentration of 0.5M is 0.64 g.cm-3 and for the ZnCl2 activator with a concentration of 0,5M is 0,71 g.cm-3. The functional groups possessed by the garlic skin electrode were identified as C-C, C = C (alkynes), C-H (alkanes), and (O-H), namely at the wave numbers 1600 cm-1, 1500 cm-1, 2950 cm-1 and 2900-3600 cm-1. The results showed that the KOH and ZnCl2 activators with a concentration of 0.5 M were the best conditions for variation in order to optimize the raw source of activated carbon and could be used in a wider variety of applications.


2018 ◽  
Vol 10 (4) ◽  
Author(s):  
Muhammed Mizher Radhi ◽  
Anfal Ismael Ibrahim ◽  
Izzat Abdulsattar Mizher ◽  
Emad Abbas Jaffar Al-Mulla

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document