BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kapasitor Lapis Ganda Elektroda (KLGE) adalah perangkat energi atau daya

yang memiliki densitas energi lebih tinggi daripada kapasitor elektrostatik

konvensional serta kerapatan daya yang lebih tinggi daripada baterai (Jayalakshmi

and Balasubramanian, 2008). KLGE memiliki siklus hidup sampai dengan 106 kali

pengisian-pengosongan muatan listrik (Schneuwly and Gallay, 2000). Kemampuan

rapat daya yang tinggi pada KLGE disebabkan oleh luas permukaan yang besar dari

material elektroda. Kapasitansi bergantung pada akses ion yang mengisi pori-pori

internal terutama pori mikro sehingga ukuran ion dan ukuran pori harus seimbang

pada elektroda (Liu, 2008). Salah satu elektroda yang banyak digunakan pada KLGE

adalah karbon pori mikro yang merupakan karbon aktif yang memiliki pori dalam

skala mikrometer. Distribusi pori yang besar pada karbon pori mikro menyebabkan

elektroda ini memiliki luas permukaan yang besar (Frackowiak and Beguin, 2001).

Salah satu bahan darsar pembuatan elektroda KLGE adalah kayu gelam.

Kayu gelam (Melaleuca Cajuputi Powell) merupakan kayu yang berpotensi

untuk dikembangkan lanjut menjadi produk komersial. Kayu gelam dapat dikenali

dengan mudah karena memiliki kulit batang berwarna putih yang kasar dan mudah

sekali dikelupas sehingga menyerupai kertas. Kayu gelam dikenal sebagai kayu yang

memiliki densitas yang tinggi (Lim and Mildon, 2001) dan banyak dimanfaatkan

sebagai bahan dasar karbon aktif. Pemanfaatan kayu gelam sebagai bahan dasar untuk

pembuatan karbon belum banyak di ketahui secara luas. Diketahui bahwa kayu gelam

yang memiliki kerapatan tinggi pada selulosa memiliki pori – pori yang kecil, selain

itu konduktifitas karbon cukup tinggi. Kedua sifat tersebut menyebabkan karbon yang

berasal dari kayu gelam memunhi syarat untuk di jadikan elektroda pori. Selain itu

bagian lain pada kayu gelam, yaitu kulit kayu juga dapat di olah menjadi elektroda

berpori dan memiliki struktur karbon pita nano. Pada penilitan (Prasagi, 2014),

KLGE dengan menggunakan karbon kulit kayu gelam yang memiliki nilai

konduktivitas berkisar 0,0003 – 0,0165 Fg-1. Nilai tersebut masi cukup rendah karena

pada pembuatan elektroda di gunakan binder resin epoksi. Untuk meningkatkan nilai

kapasitansi ini, di gunakan bahan polimer konduktif pada pembuatan elektroda.

Polimer konduktif merupakan polimer yang dapat menghantarkan arus listrik.

Polimer yang dalam keadaan normal tidak bersifat konduktif dapat ditingkatkan

konduktivitasnya dengan memberikan penambahan pembawa muatan. Kemampuan

polimer untuk menghantarkan listrik terjadi karena adanya elektron ikatan

terdelokalisasi yaitu kecendrungan elektron terluar untuk berpindah dari suatu

tingkatan ke tingkatan energi lainnya. Salah satu polimer konduktif yang banyak

dikembangkan saat ini adalah polianilin atau dapat disingkat dengan PANi (Maddu

dkk, 2008).

Polianilin merupakan jenis polimer konduktif yang terbentuk dari monomer

anilin (C6H5NH2) (Kertati, 2009), memiliki sifat mudah untuk disintesis, kestabilan

yang tinggi terhadap lingkungan, mudah di ubah konduktivitasnya dengan cara

doping dan tahan korosi (Kroscwitz, 1990). Maka pada penelitian ini akan di lakukan

penambahan polianilin sebagai binder untuk menambah daya hantar listik pada

karbon kulit kayu gelam. Dengan adanya peningkatan daya hantar di harapkan nilai

kapasitansi akan lebih besar.

1.2. Rumusan Masalah

Dari penelitian yang dilakukan sebelumnya telah berhasil memproduksi elektroda

dari bahan dasar karbon aktif kulit kayu gelam dengan nilai kapasitansi spesifik

berkisar 0,0003 – 0,0165 Fg-1. dan dipasangkan ke dalam prototipe KLGE yang

menghasilkan nilai kapasitansi terpakai sebesar 0,001 - 0,208 F. Nilai tersebut masih

cukup rendah karena elektroda dibuat dengan menggunakan binder nonkonduktif.

Pada penelitian ini, akan dibuat elektroda dengan menggunakan bahan polimer

konduktif, yaitu polimer polianilin (PANI) yang harapkan dapat meningkatkan

kapasitansi dari elektroda tersebut. Untuk mengkarakterisasi elektroda KLGE yang

dihasilkan, maka diterapkan beberapa pengukuran, yaitu SEM, XRD dan pengukuran

pori. Pengukuran pori dilakukan untuk menghitung volume pori dan luas permukaan.

Daya hantar listrik diukur dengan metode kelvin, volume pori dan luas permukaan

diukur dengan metode titrasi iodometri dan spetroskopis UV-VIS serta kinerja

elektroda pada kapasitor lapis ganda elektrokimia diukur dengan metode voltametri

siklik dengan menggunakan alat potenstiostat.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :

Membuat eletroda dari bahan dasar karbon pita nano kulit batang kayu gelam

dengan bahan pilimer konduktif yaitu polianilin sebagai binder sehingga KLGE

dengan nilai yang cukup besar.

1.4. Manfaat penilitian

Memperoleh kapasitor lapis ganda elektroda (KLGE) dengan nilai kapasitansi

cukup besar, sehingga meningkatkan nilai ekonomis dari kayu gelam yang banyak

tersedia di Sumatra selatan. Penilitian ini juga bermanfaat rangkah menguasai

teknologi pembuatan KLGE.