PENGARUH LUAS PERMUKAAN SPESIFIK DAN KONDUKTIVITAS

LISTRIK TERHADAP KAPASITANSI SPESIFIK ELEKTRODE

SUPERKAPASITOR ZEOLIT BERBASIS SILIKA SEKAM PADI

AKIBAT VARIASI SUHU KALSINASI

(Skripsi)

Oleh

ROSALINA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

i

ABSTRAK

PENGARUH LUAS PERMUKAAN SPESIFIK DAN KONDUKTIVITAS

LISTRIK TERHADAP KAPASITANSI SPESIFIK ELEKTRODE

SUPERKAPASITOR ZEOLIT BERBASIS SILIKA SEKAM PADI

AKIBAT VARIASI SUHU KALSINASI

Oleh

ROSALINA

Penelitian ini mengkaji tentang potensi zeolit sebagai elektrode superkapsitor yang

bertujuan untuk mengetahui pengaruh luas permukaan spesifik dan konduktivitas listrik

terhadap kapasitansi spesifik zeolit. Zeolit disintesis dari campuran silika sekam padi dan

alumina menggunakan metode sol gel yang dikalsinasi pada suhu 150, 250, 350, 450,

550, dan 650oC. Hasil XRD menunjukkan telah terbentuk fasa alumina dan silika untuk

setiap suhu kalsinasi dan pada suhu kalsinasi 350oC telah terbentuk fasa gmelinite yang

menandakan telah terbentuk zeolit. Semakin tinggi suhu kalsinasi, maka ukuran kristal

zeolit semakin membesar dan akan mengecil akibat terbentuknya fasa baru. Kapasitansi

spesifik dipengaruhi oleh luas permukaan spesifik dan konduktivitas listrik. Dimana

semakin besar luas permukaan spesifik maka kapasitansi spesifiknya semakin meningkat.

Namun mengalami penurunan kapasitansi spesifik pada luas permukaan spesifik 150.01

m2/g karena terjadi saturasi kapasitansi. Pada konduktivitas listrik tinggi, terjadi

peningkatan kapasitansi spesifik seiring meningkatnya nilai konduktivitas listrik. Namun

terjadi penurunan kapasitansi spesifik pada konduktivitas listrik rendah. Kapasitansi

spesifik terbesar berada pada luas permukaan spesifik 150.01 m2/g dan nilai konduktivitas

1.15x10-3 S/cm, yaitu sebesar 8.13x10-3 F/g yang diperoleh dari zeolit dengan suhu

kalsinasi 650oC. Dengan nilai tersebut, zeolit dapat digunakan sebagai material elektrode

superkapasitor.

Kata kunci: kapasitansi spesifik, konduktivitas listrik, luas permukaan spesifik,

zeolit

ii

ABSTRACT

THE EFFECT OF SPECIFIC SURFACE AREA AND ELECTRICAL

CONDUCTIVITY ON SPECIFIC CAPACITANCE OF SUPERCAPACITOR

ELECTRODE ZEOLITE BASED SILIKA RICE HUSK DUE TO

VARIATION OF CALCINATION TEMPERATURES

By

ROSALINA

This study describes the potential of zeolite as a supercapacitor electrode which aims to

determine the effect of specific surface area and electrical conductivity on the specific

capacitance of the zeolite. Zeolites are synthesized from a mxiture of silica based rice

husk and alumina using sol-gel method and calcined at the temperature of 150, 250, 350,

450, 550, and 650oC. The XRD results showed already formed alumina and silica phases

for each calcination temperature and the calcination temperature of 350oC has formed

gmelinite phase which marks have been formed zeolite. The higher of calcination

temperature, the size of the zeolite crystal grow in size and will shrink due to the

formation of a new phase. The specific capacitance is affected by the specific surface area

and electrical conductivity. Wherein the larger of specific surface area, the specific

capacitance increase. However, the specific capacitance decreased at the specific surface

area of 150 m2/g due to saturation of capacitance. At the high electrical conductivity, an

increase in specific capacitance with increasing the electrical conductivity. However, a

decreased in specific capacitance at low the electrical conductivity. The highest of

specific capacitance is at a specific surface area of 150.01 m2/g and electrical conductivity

values 1.15x10-3 S/cm is equal to 8.13x10-3 F/g obtained from zeolites with calcination

temperature of 650oC. With these values, the zeolite can be used as a supercapacitor

electrode material.

Keywords: specific capacitance, electrical conductivity, specific surface area, zeolite

PENGARUH LUAS PERMUKAAN SPESIFIK DAN KONDUKTIVIVITASLISTRIK TERHADAP KAPASITANSI SPESIFIK ELEKTRODESUPERKAPASITOR ZEOLIT BERBASIS SILIKA SEKAM PADI

AKIBAT VARIASI SUHU KALSINASI

Oleh

Rosalina

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelarSARJANA SAINS

Pada

Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNGBANDAR LAMPUNG

2017

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Lampung Utara pada tanggal 17

Mei 1995 yang merupakan anak pertama dari tiga

bersaudara dari pasangan Bapak Sahidin dan Ibu

Rusnawati. Penulis menyelesaikan pendidikan di

SDN 02 Sindang Agung (2006), SMPN 03 Tanjung

Raja (2009), dan SMAN 01 Tanjung Raja (2012).

Pada tahun 2012 penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam melalui jalur ujian tulis SNMPTN.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Fisika sebagai

anggota bidang kesekretariatan dari tahun 2013-2014 dan anggota bidang

kaderisasi dari tahun 2014-2015.

Penulis melakukan Praktik Kerja Lapangan di UPT. BPML-LIPI Lampung

dengan judul Variasi Waktu Pengadukkan untuk Memisahkan Al2O3 dan SiO2

pada Kaolin menggunakan Metode Flotasi sebagai Bahan Pembuatan Refraktori.

Penulis juga pernah menjadi asisten Praktikum Fisika Dasar I dan Sains Dasar

Fisika. Kemudian penulis melakukan penelitian dengan judul Pengaruh Luas

Permukaan Spesifik dan Konduktivitas Listrik terhadap Kapasitansi Spesifik

Elektrode Superkapasitor Zeolit Berbasis Silika Sekam Padi Akibat Variasi Suhu

Kalsinasi sebagai tugas akhir Juusan Fisika FMIPA Unila.

i

MOTTO

Jangan takut terlambat. Yang paling bahaya jika kamu berhenti

dan tidak bertindak

Pengetahuan adalah kekuatan

ix

Dengan Menyebut Nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang

Kupersembahkan hasil karya yang sederhana ini kepada:

Bapak dan Ibu Yang telah mendidik dan membesarkanku dengan segala doa terbaik,

kesabaran dan limpahan menuju kesuksesan dan kebahagiaan, kasih

sayang yang menguatkanku serta mendukung segala langkahku.

Adik-Adikku Yang membuatku semangat untuk menjadi seorang kakak teladan yang

baik.

Sahabat-Sahabatku dan Fisika 2012 Terima kasih telah memberikan warna dan pelajaran padaku, dari yang

mengajarkan arti hidup sampai membantu dalam proses penyusunan

karya yang sederhana ini.

Universitas Lampung Almamater Tercinta

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Luas

Permukaan Spesifik dan Konduktivitas Listrik terhadap Kapasitansi Spesifik

Elektrode Superkapsitor Zeolit Berbasis Silika Sekam Padi Akibat Variasi Suhu

Kalsinasi. Tujuan utama penulisan skripsi ini adalah sebagai salah satu

persyaratan untuk mendapatkan gelar S1 dan melatih penulis untuk berfikir logis

dan kreatif dalam penulisan karya ilmiah.

Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini banyak terdapat kekurangan. Oleh

sebab itu kritik dan saran sangat diperlukan untuk memperbaiki skripsi. Semoga

skripsi ini bermanfaat bagi pengetahuan mahasiswa pada khususnya dan

masyarakat pada umumnya, Aamiin.

Bandar Lampung, Januari 2017

Penulis

Rosalina

xi

SANWACANA

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Yang Maha Esa,

atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari

dukungan dan bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima

kasih kepada:

1. Ibu Suprihatin, S.Si., M.Si. selaku Pembimbing I serta Pembimbing

Akademik yang senantiasa membimbing dan memberikan nasehat untuk

menyelesaikan skripsi serta perkuliahan.

2. Bapak Drs. Pulung Karo Karo, M.Si. selaku Pembimbing II yang telah

memberikan masukan-masukan dan nasehat untuk menyelesaikan skripsi.

3. Bapak Drs. Ediman Ginting, M.Si. selaku Penguji yang telah memberikan

kritik dan saran selama penulisan skripsi.

4. Bapak Arif Surtono, S.Si., M.Si., M. Eng. dan Bapak Gurum Ahmad Pauzi,

S.Si., M.T. selaku Ketua dan Sekretaris Jurusan Fisika, seluruh Dosen serta

Staf Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Lampung.

5. Bapak Prof. Dr. Warsito, S.Si., D.E.A. selaku Dekan Fakultas MIPA

Universitas Lampung.

xii

6. Bapak Agus Riyanto, S.Si., M.Sc. yang telah membimbing, memberikan

masukan, kritik dan saran serta selalu memberi motivasi dalam

menyelesaikan skripsi.

7. Kedua Orang Tua tercinta yang menjadi semangat dan selalu memberikan

dukungan, motivasi dan doa yang tak pernah henti untuk penulis.

8. Adik-adikku tersayang Dani Hidayat dan Milki Laulia Rahim serta keluarga

besar atas dukungan dan doa serta selalu menjadi motivasi bagi penulis

9. Mona Algatama Putri F sahabat yang selalu memberikan bantuan, dukungan,

semangat, saran, kritik, dan selalu ada saat susah ataupun senang. Diah

Puspita Sari yang selalu memberikan semangat, menjadi teman curhat, dan

selalu menemani. M. Muntamijayati, Siti Rokayah, dan Dwi Nadya Lestari

yang selalu memberiakan semangat.

10. Super team zeolite (Alfi, Fatia, Imas, Jeni, Mona, dan Siti) yang saling

memberikan motivasi, semangat serta menjalani senang dan susah selama

penelitian.

11. Teman-teman kosan Nyunyai (Diah, Ria, Teguh, Meri, Ani) yang selalu

menghibur penulis.

12. Teman-teman Mafia 12, kakak dan adik tingkat Fisika, serta semua pihak

yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu atas bantuan dan kritik serta

saran dalam penyelesaian skripsi.

Semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dan niat baik yang telah diberikan

oleh berbagai pihak sehingga skripsi ini dapat selesai dan bermanfaat.

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK .......................................................................................................... i

ABSTRACT ......................................................................................................... ii

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iv

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ v

PERNYATAAN .................................................................................................. vi

RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... vii

MOTTO ............................................................................................................ viii

PERSEMBAHAN ............................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................ x

SANWACANA .................................................................................................. xi

DAFTAR ISI .................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xv

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xvi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ........................................................................................ 1 B. Rumusan Masalah ................................................................................... 4 C. Batasan Masalah ..................................................................................... 5 D. Tujuan Penelitian .................................................................................... 5 E. Manfaat Penelitian .................................................................................. 6

xiv

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Superkapasitor ......................................................................................... 7 B. Zeolit dan Potensinya sebagai Elektrode ................................................ 9 C. Analisis Struktur Kristal ......................................................................... 12 D. Karakteristik Luas Permukaan ................................................................ 13 E. Pengujian Konduktivitas Listrik ............................................................. 17 F. Penentuan Kapasitansi oleh Cyclic Voltammetry .................................... 18

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 20 B. Alat dan Bahan Penelitian ....................................................................... 20 C. Prosedur Penelitian ................................................................................. 21 D. Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Analisis Struktur Kristal Zeolit ............................................................... 25 B. Pengaruh Suhu Kalsinasi terhadap Luas Permukaan Spesifik dan

Konduktivitas Listrik Zeolit .................................................................... 30

C. Pengaruh Luas Permukaan Spesifik terhadap Kapasitansi Spesifik Zeolit ........................................................................................................ 34

D. Pengaruh Konduktivitas Listrik terhadap Kapasitansi Spesifik Zeolit ... 36

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ............................................................................................. 40 B. Saran ....................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Rangakaian superkapasitor ....................................................................... 8

2.2. Struktur kimia zeolit ................................................................................. 10

2.3. Tipe Adsorpsi/desorpsi isotermal ............................................................. 14

2.4. Tipikal grafik BET ................................................................................... 16

3.1. Diagram alir penelitian ............................................................................. 24

4.1. Hubungan suhu kalsinasi terhadap luas permukaan spesifik dan konduktivitas listrik zeolit ........................................................................ 31

4.2. Hubungan luas permukaan spesifik dan kapasitansi spesifik zeolit ......... 34

4.3. Hubungan konduktivitas listrik dan kapasitansi spesifik zeolit ............... 37

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

4.1. Fasa yang terbentuk pada suhu kalsinasi 150, 250, 350, 450, 550, dan

650 ....................................................................................................... 26

4.2. Ukuran kristal pada suhu 150, 250, 350, 450, 550, dan 650 ................ 29

4.3. Hubungan suhu kalsinasi terhadap luas permukaan spesifik dan konduktivitas listrik zeolit ........................................................................ 31

4.4. Hubungan luas permukaan spesifik dan kapasitansi spesifik zeolit ........ 34

4.5. Hubungan konduktivitas listrik dan kapasitansi spesifik zeolit ............... 36

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebutuhan energi di Indonesia mengalami peningkatan sebesar 5,5% per tahun

(Zed, dkk., 2014). Untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut, Indonesia

menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber energi.Namun, ketersediaan

bahan bakar fosil semakin menipis dan menyebabkan polusi gas rumah kaca

akibat pembakaran. Solusi terbaik untuk mengatasi hal tersebut yaitu penggunaan

energi listrik. Setiap tahunnnya energi listrik digunakan dalam jumlah besar

mencapai 200 TOE (Ton of Oil Energy) dan akan terus mengalami peningkatan

(Karno, dkk., 2012), sehinggadibutuhkan media penyimpanan energi listrik

dengan kapasitas daya besar dan bisa digunakan dalam waktu yang lama.

Penyimpan energi berkapasitas besar yang banyak digunakan yaitu

superkapasitor, karena superkapasitor memiliki rapat daya yang besar, memiliki

waktu dan siklus hidup panjang mencapai 106 siklus, waktu pengisian dan

pengosongan pendek, serta material pembuatannya murah (Conway, 1999)

(Rawale dan Chandan, 2015). Kelebihan tersebut menjadikan superkapasitor

banyak digunakan dalam bidang elektronika, peralatan medis, transportasi, dan

banyak aplikasi lainnya (Lu,et al., 2011).

2

Salah satu komponen utama superkapasitor adalah elektrode. Umumnya elektrode

terbuat dari bahan penyusun seperti karbon (garphene, nanopori, nanofoam,

cyrogel, nanotube)(Zhang,et al.,2010, Ariyanto, dkk., 2012, Karthikeyan,et al.,

2009, Garcia, et al., 2008), logam oksida seperti ruthenium oxide (RuO2) dan

nickel oxide (NiO2) (Chen, et al., 2004 dan Lota, et al., 2010), serta polimer

konduktif (Snook, et al., 2011). Diantara bahan tersebut, RuO2 memiliki nilai

kapasitansi yang paling tinggi karena memiliki luas permukaan spesifik yang

besar dan memiliki struktur berpori (Murkami, et al., 1997). Namun, bahan

ruthenium memiliki ketersediaan yang terbatas dan harga yang tinggi. Oleh sebab

itu, dibutuhkan terobosan baru dalam pembuatan elektrode superkapasitor

menggunakan bahan yang murah dan mudah untuk diperoleh, salah satunya yaitu

zeolit sintesis.

Zeolit sintesis merupakan mineral aluminosilikat yang dapat dibuat melalui proses

kristalisasi menggunakan perpaduan silika dan alumina dengan proses sederhana

dan tidak memerlukan biaya tinggi. Selain itu, zeolit memiliki struktur mikropori

dengan ukuran 3-10 (Muresan, 2011) yang sebagian besar strukturnya berkanal

dan berpori. Luas permukaan total zeolit adalah jumlah dari luas permukaan

dinding pori dan kanal-kanal tersebut. Sehingga, semakin banyak pori dan kanal,

semakin besar pula luas permukaan total zeolit. Luas permukaan internal zeolit

puluhan kali lebih besar jika dibandingkan dengan permukaan luarnya (Yunica

dan Muttaqin, 2013; Dyer, 1988).Zeolit juga memiliki sifat unik seperti stabilitas

termal, kerapatan rendah, dan kemampuan penyimpan dan penukar

ion(Bogdanov,et al., 2009). Luas permukaan yang besar, ukuran pori kecil, serta

kemampuan penukar ion dapat menjadikan zeolit sebagai bahan elektrode

3

untuksuperkapasitor (Muresan, 2011) yang dapat menyimpan muatan berdasarkan

mekanisme Faradaic, karena terjadi reaksi reduksi-oksidasi yang melibatkan

transfer muatan antara elektrode dan elektrolit (Shukla, et al., 2000).

Menyiapkan bahan berpori yang memiliki luas permukaan, volume pori, dan

mesoporositas yang tinggi juga menjadi hal yang penting dalam menyiapkan

bahan elektrode superkapasitor berkapasitansi besar (Ariyanto, dkk., 2012).

Namun, zeolit memiliki nilai konduktivitas yang tidak terlalu tinggi (Oktaviani

dan Muttaqin, 2015), sehingga untuk meningkatkan konduktivitasya diperlukan

bahan sebagai pengumpul arus (current collector)dengan nilai konduktivitas yang

lebih tinggi. Salah satu bahan yang sering digunakan yaitu karbon karena

memiliki luas permukaan tinggidan nilai konduktivitas yang besar mencapai

3x104 S/m (Effendi, dkk., 2007).

Terdapat beberapa penelitian mengenai penggunaan zeolit sebagai elektrode

superkapasitor, seperti yang dilakukan oleh Moon, et al., (2015) mengenai Zeolite

Templated Carbon (ZTC). Nilai kapasitansi spesifik yang didapatkan sangat

bervariasi mulai dari 20 F/g 240 F/g. Selain itu, Xu, et al (2010) meneliti

mengenai Alkalin-Treated Zeolit (AT-) yang menghasilkan nilai kapasitansi

per luas permukaaan sebesar 5.9 13.6 F/cm-2.

Zeolit dapat disintesis dari beberapa bahan yang memiliki sumber silika tinggi,

seperti abu layang batubara (Jumaeri, dkk., 2007), abu dasar batubara (Yunica dan

Muttaqin, 2013), pasir (Izzati, dkk., 2013), dan sekam padi.Diantara bahan

tersebut, sekam padi memiliki kemurnian silika yang tinggi mencapai

4

95%(Sembiring dan Pulung, 2007) dan memiliki luas permukaan spesifik

mencapai 81 m2/g (Della, et al, 2002).

Dalam penelitian ini, zeolit disintesisdari silika sekam padi dengan metode sol

gel. Zeolit ini diharapkan dapatdigunakan sebagai elektrode superkapasitor

dengan cara membentuk pelet zeolit yang dikalsinasi pada variasi suhu 150, 250,

350, 450, 550, dan 650. Struktur dan ukuran kristal zeolit dianalisis

menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), luas permukaan dikarakterisasi

menggunakan Surface Area Analyzer (SAA) dan dianalisis menggunakan metode

Brunauer-Emmet-Teller (BET). Sedangkan untuk menguji konduktivitas

listrikzeolit digunakan alat Inductance Capacitance and Resistance (LCR) meter

dan untuk mencari nilai kapasitansi spesifik digunakanpengukuranCyclic

Voltametry (CV).

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas, masalah yang dikaji dapat

dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh variasi suhu kalsinasi terhadap struktur dan ukuran

kristal zeolit?

2. Bagaimana hubungan antara luas permukaan spesifik zeolit dan nilai

kapasitansi spesifik elektrode superkapasitor akibat variasi suhu kalsinasi ?

3. Bagaimana hubungan antara konduktivitas listrik zeolitdan nilai kapasitansi

spesifikelektrode superkapasitor akibat variasi suhu kalsinasi?

5

C. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Zeolit disintesis dari silika sekam padi dan sodium aluminat menggunakan

metode sol gel.

2. Untuk mendapatkan nilai luas permukaan spesifik, konduktivitas listrik, dan

kapasitansi spesifik yang berbeda, diberikan variasi suhu kalsinasi pada150,

250, 350, 450, 550, dan 650oC.

3. Analisis X-Ray Diffraction (XRD) dilakukan pada rentang sudut2 antara 10

sampai 80.

4. Luas permukaan zeolit dianalisis menggunakanSurface Area Analyzer(SAA)

dengan metode Brunauer-Emmet-Teller (BET).

5. Konduktivitas listrik zeolitdiuji menggunakan LCR meter dengan arus DC.

6. Kapasitansi spesifik dianalisismenggunakan metodecyclic voltametry dengan

larutan elektrolit NaOH dan KHP pada scan rate 100 mV/s.

D. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini, yaitu:

1. Mengetahui pengaruh variasi suhu kalsinasi terhadap struktur dan ukuran

kristal zeolit.

2. Mengetahuihubungan antara luas permukaan spesifik zeolit dan nilai

kapasitansi spesifik elektrode superkapasitor akibat variasi suhu kalsinasi.

3. Mengetahuihubungan antara konduktivitas listrik zeolit dan nilai kapasitansi

spesifik elektrode superkapasitor akibat variasi suhu kalsinasi

6

E. Manfaat penelitian

Manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini, yaitu:

1. Memanfaatkan limbah sekam padi sebagai sumber silika.

2. Menambah pengetahuan tentang sintesis zeolit berbasis silika sekam padi.

3. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya tentang zeolit silika sekam

padi.

4. Memanfaatkan zeolit sebagai bahan elektrode superkapasitor yang dapat

diperoleh dengan murah dan sederhana.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Superkapasitor

Superkapasitor disebut juga ultrakapasitor atau electrochemical capasitor

merupakan piranti penyimpan energi dalam medan listrik dengan electrochemical

double-layer (EDLC) (Kotz dan Carlen, 2000). Superkapasitor memiliki beberapa

kelebihan dibandingkan baterai seperti, memiliki siklus hidup lebih lama

mencapai 106 siklus, rapat daya yang lebih tinggi, material elektrode yang lebih

murah, serta waktu pengisian yang lebih cepat dibandingkan baterai (Conway,

1999, Rawale dan Chandan, 2015). Superkapasitor dapat melengkapi kekurangan

dari baterai dan kapasitor konvensional. Baterai memiliki energi spesifik tinggi,

namun memiliki daya spesifik yang rendah. Sedangkan kapasitor konvensional

memiliki energi spesifik rendah, namun memiliki daya spesifik yang tinggi.

Superkapasitor dapat menghasilkan energi dan daya spesifik yang tinggi (Kotz

dan Carlen, 2000). Daya spesifik berhubungan dengan kekuatan atau jumlah watt,

gabungan dari arus dan tegangan, sedangkan energi spesifik berpengaruh pada

waktu pemakaian (Fitriana, 2014).

Superkapasitor tersusun dari dua buah elektrode dengan porositas tinggi yang

ditempatkan dalam larutan elektrolit, dan separator berpori (Conway, 1999).

Bentuk superkapasitorsederhana ditunjukkan pada Gambar 2.1.

8

Gambar 2.1. Rangkaian superkapasitor (Sumber: Conway, 1999)

Performa superkapasitor yang sangat baik jika nilai kapasitansi spesifiknya tinggi,

hal ini dapat diperoleh menggunakan material yang memiliki luas permukaan dan

mesoporositas tinggi sebagai material elektrode (Ariyanto, dkk., 2012).

Pada dasarnya, energi listrik dapat disimpan dalam dua cara berbeda, yaitu:

1. Secara tidak langsung (Faradaic), sebagai penyimpan energi yang potensial

dan membutuhkan reaksi redoks dari reagenaktif secara elektrokimia.

Tujuannya untuk melepaskan muatan yang dapat menghasilkan listrik ketika

melewati dua elektrode dengan potensial berbeda. Penyimpanan muatan

didapatkan dari transfer elektron yang dihasilkan dari reaksi redoks pada

material yang elektroaktif menurut hukum Faraday.

2. Secara langsung (non-Faradaic), penyimpanan energi terjadi pada permukaan

elektrode yang terpolarisasi oleh elektrolit. Pada saat pengisian dan

pengosongan muatan tidak melibatkan perubahan komposisi dan fasa kimia,

karena penyimpanan muatan hanya terjadi secara elektrostatis sehingga siklus

hidupnya tidak terbatas (Shukla, et al., 2000).

9

Masing-masing antarmuka elektrode mewakili sebuah kapasitor sehingga sebuah

rangkaian superkapasitor dapat didefinisikan sebagai dua buah kapasitor yang

tersusun secara seri, sehingga untuk besar kapasitansinya, yaitu

1

=

1

1+

1

2 (1)

Dimana: C1 dan C2 = kapasitansi untuk elektrode pertama dan kedua (Kotz dan

Carlen, 2000).

Dalam superkapasitor, double-layers berperan sebagai lapisan dielektrik dalam

kapasitor. Sehingga rumus plat kapasitor dapat digunakan untuk mendapatkan

kapasitansi superkapsitor, yang mengikuti persamaan:

= 0

atau =

(2)

Dimana: = 0 = permitivitas bahan

= konstanta dielektrik

= jarak antar pelat

A = luas pelat (Giancoli, 2001).

B. Zeolit dan Potensinya sebagai Elektrode

Zeolit merupakan kristal mikropori aluminosilikat berbentuk jaringan tiga dimensi

tetrahedral [SiO4]4+ dan [AlO4]

5- yang dihubungkan oleh pembagian atom oksigen

(Georgiev, et al., 2009; Breck, 1974). Rumus struktur umum dari zeolit,

ditunjukkan pada persamaan (3).

Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].wH2O (3)

Dimana M merupakan kation alkali atau alkali tanah, n merupakan jumlah valensi

dari kation, w merupakan bilangan molekul air per satuan unit sel, x dan y

10

merupakan jumlah tetrahedral per sel satuan unit sel, biasanya rasio y/x memiliki

nilai 1-5, bahkan untuk zeolit dapat mencapai 10-100 (Georgiev, et al., 2009;

Bekkum, dkk., 1991). Zeolit memiliki struktur berongga yang ditempati oleh

molekul air dan kation (Ca2+, Na+, K+) untuk mengimbangi kelebihan muatan

(Wilson, 2010). Struktur kimia zeolit ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Struktur kimia zeolit (Sumber: Georgiev, et al., 2009).

Karakteristik struktur zeolit antara lain:

1. Sangat berpori, karena kristal zeolit merupakan kerangka yang terbentuk dari

jaringan tetrahedral SiO4 dan AlO4.

2. Pori-porinya berbentuk molekul karena pori zeolit terbentuk dari tumpukan

cincin beranggotakan 6,8,10, atau 12 tetrahedral.

3. Dapat menukar kation, karena perbedaan muatan Al3+ dan Si4+ menjadikan

atom Al bermuatan negatif dan membutuhkan kation penetral.

4. Mudah dimodifikasi karena setiap tetrahedral dapat dipadukan dengan bahan-

bahan pemodifikasi (Sutarti dan Minta, 1994).

Zeolit dapat dibedakan menjadi zeolit alam dan zeolit sintesis. Terdapat sekitar 45

jenis zeolit alam yang dapat ditemukan dalam batuan vulkanik (Wilson, 2010),

dan lapisan dasar yang bereaksi dengan alkali. Zeolit alam memiliki tingkat

kemurnian yang kecil, karena terkontaminasi oleh mineral lain seperti logam,

11

kwarsa, atau zeolit jenis lainnya. Oleh karena itu, zeolit alam tidak banyak

digunakan secara komersial. Meskipun zeolit alam terdapat dalam jumlah besar,

namun zeolit ini memiliki keterbatasan sifat dan strukturnya. Sedangkan zeolit

sintesis diperoleh melalui proses kristalisasi menggunakan campuran silika dan

alumina yang dapat memberikan berbagai bentuk struktur yang diinginkan

(Muresan, 2011).

Sifat-sifat dari mineral zeolit sehinggadapat dijadikan sebagai material pembuat

elektrode antara lain:

1. Zeolit memiliki struktur yang berkanal dan berpori, sehingga memiliki luas

permukaan yang besar (Yunica dan Muttaqin, 2013; Dyer, 1988).

2. Luas permukaan yang besar, merupakan salah satu faktor menguntungkan

sebagai material pembuat elektrode superkapasitor (Ariyanto, dkk., 2012).

3. Luas permukaan spesifik yang dimiliki zeolit dapat mencapai 678-723 m2/g

(Wang, et al., 2001).

4. Zeolit merupakan mikroporositas yang pori-porinya dapat menjadi satu, dua,

atau tiga dimensi dengan ukuran diameter sekitar 3-10 (Muresan, 2011).

5. Zeolit memiliki stabilitas termal yang tinggi (Gigli, et al., 2013), tahan

terhadap asam kuat dan basa kuat atau antikorosi (Banerjee, et al., 2014),

tidak beracun (Studiawan, dkk. 2015), dan memiliki kerapatan kecil

(Bogdanov, et al., 2009).

6. Zeolit memiliki kemampuan penyimpan dan penukar ion (Bogdanov, et al.,

2009) yang berpotensi sebagai material penyusun elektrode yang baik untuk

superkapasitor (Muresan, 2011).

12

Potensi zeolit sebagai elektroda telah diteliti dan sering dikenal sebagai zeolit-

modified electrode (ZME), seperti yang dilakukan oleh Moon (2015) tentang

zeolittemplated carbon (ZTC) dan dianalisis menggunakan cyclic voltametry,yang

menghasilkan nilai kapasitansi spesifik sebesar 240 F/g. Selain itu ZTC diteliti

oleh Piercy (2010) yang menghasilkan nilai kapasitansi spesifik 80 100 F/g.

Penelitian sifat listrik zeolit juga dilakukan oleh Oktaviani dan Muttaqin (2015)

tentang pengaruh suhu hidrotermal terhadap konduktivitas listrik zeolit yang

disintesis dari abu dasar batubara. Konduktivitas listrik zeolit yang dihasilkan

yaitu 2.76 x 10-6 12.22 x 10-6 S/cm. Penelitian yang dilakukan Yunica dan

Muttaqin (2013), menghasilkan nilai konduktivitas zeolit dari limbah bottom

ashdicampur polianalin sebesar 0.99 x 10-4 102.79 x 10-4 S/cm.

C. Analisis Struktur Kristal

Analisis struktur suatu material dapat dilakukan menggunakan metode difraksi

sinar-X. Sinar-X merupakan suatu bentuk energi radiasi elektromagnetik tinggi.

Energi yang dimiliki yaitu antara 200 eV sampai 1 MeV, terletak diantara radiasi

sinar- dan sinar ultraviolet (UV) dalam spektrum elektromagnetik

(Suryanarayana and Norton, 1998). Hamburan sinar ini dihasilkan jika suatu

elektrode logam ditembak dengan elektron-elektron kecepatan tinggi dalam

tabung vakum (Waseda et al, 2011).

Prinsip dari X-Ray Diffraction (XRD) adalah difraksi gelombang sinar-X yang

mengalami penghamburan (scattering) setelah bertumbukan dengan atom kristal.

Pola difraksi yang dihasilkan merepresentasikan struktur kristal. Dari analisis pola

13

difraksi dapat ditentukan parameter kisi, ukuran kristal, dan identifikasi fasa

kristal. Jenis material dapat ditentukan dengan membandingkan hasil XRD

dengan database hasil difraksi berbagai macam material.

Berdasarkan lebar puncak pada grafik XRD, ukuran kristal yang terbentuk dapat

dihitung menggunakan persamaan Scherrer pada persamaan (4).

S = 0,9 .

.cos (4)

Dimana: S = ukuran kristal

= panjang gelombang berkas sinar-X

= FWHM (Full Width Half Maximum)

= besar sudut dari puncak intensitas tertinggi

(Suryanarayanaand Norton, 1998).

D. Karakteristik Luas Permukaan

Luas permukaan merupakan luasan yang ditempati satu molekul adsorbat atau zat

terlarut yang merupakan fungsi langsung dari luas permukaan sampel, sedangkan

luas permukaan spesifik merupakan luas permukaan per gram sampel. Luas

permukaan dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, dan susunan pori dalam partikel

(Martin, dkk., 1993).

Analisis luas permukaan dapat dilakukan menggunakanSurface Area Analyzer

(SAA). SAA merupakan salah satu alat karakterisasi material yang memerlukan

sampel dalam jumlah yang kecil (0.01 0.1 gram). Prinsip kerja alat ini

menggunakan mekanisme adsorpsi gas, umumnya nitrogen, argon, dan helium.

14

Alat ini mengukur jumlah gas yang dapat diserap oleh suatu permukaan padatan

pada tekanan dan suhu tertentu. Secara sederhana apabila diketahui volume gas

yang dapat diserap oleh permukaan, maka luas permukaan total dapat dihitung

(Octaviani, 2012; Perry, et al., 1997).

Dari analisis serapan gas tersebut dapat diperoleh luas permukaan spesifik total,

distribusi ukuran meso-mikropori, dan volume total meso-mikropori. Sedangkan

data keluaran dari analisis ini berupa grafik adsorpsi/desorpsi isotermal yang

diklasifikasikan menjadi enam tipe. Keenam tipe adsorpsi/desorpsi isotermal

dapat ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Tipe adsorpsi/desorpsi isotermal (Sumber: Allen, 1981)

15

Tipe I menunjukkan isotermal Langmuir yang memiliki sifat untuk fisisopsi pada

adsorben mikropori dengan permukaan luar yang kecil. Tipe II diperoleh dari

sampel non pori atau adsorben makropori. Tipe IV diberikan oleh adsorben yang

memiliki struktur mesopori, seperti silika, karbon mesopori, dan lainnya. Untuk

isotermal tipe III dan V mengindikasikan interaksi adsorbat adsorben yang

lemah. Sedangkan untuk tipe VI, menunjukkan padatan nanopori yang

sepenuhnya permukaannya seragam, namun tipe VI ini jarang terjadi (Lee dan Su,

2007).

Untuk menetukan luas permukaan spesifik dari data adsorpsi gas, beberapa

peneliti mengajukan model perhitungan, seperti model Langmuir, Brunauer-

Emmet-Teller (BET), t-plot dan alfa plot, dan sebagainya. Namun, model yang

sering digunakan yaitu BET. Pada model BET, gas membentuk jumlah

lapisanyang tak terbatas di atas suatu permukaan, yang dinyatakan oleh persamaan

Langmuir. Aplikasi model BET adalah pada isotermal tipe II, IV, dan VI

(Octaviani, 2012; Perry, et al., 1997). Persamaan BET ditunjukkan pada

persamaan (5):

1

[(

)1]

=1

+

[1]

(

) (5)

Dimana: =volume gas yang teradsorpsi

= volume gas teradsorpsi pada satu lapisan

= konstanta BET

= tekanan relatif.

16

Dari persamaan (4) diperoleh nilai

terhadap

1

[(

)1]

yang menghasilkan garis

lurus antara 0.05 /0 0.35, ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Tipikal grafik BET

Dari grafik BET yang dihasilkan, kemiringan (slope) dan perpotongan (intercept)

dapat ditentukan dengan persamaan (6) dan (7).

=1

(6)

dan

=1

(7)

Sehingga volume gas teradsorpsi pada satu lapisan dapat ditentukan:

=1

+ (8)

Sedangkan konstanta BET dapat dicari menggunakan persamaan (9).

=

+ 1 (9)

0,1 0,2 0,3

1

[(

) 1]

P/

17

Dari persamaan (8), dapat ditentukan luas permukaan total yang diperoleh

menggunakan persamaan (10).

=

A (10)

Dimana: = luas permukaan total

= bilangan Avogadro (6.022x1023 mol-1)

= berat molekul

A = cross section (16.2 ).

Dari persamaan (10) dapat ditentukan luas permukaan spesifik , yaitu dengan

membagi luas permukaan total dengan massa sampel , yang ditunjukkan pada

persamaan (11).

=

(11)

(Lowell and Joan, 1984)

E. Pengujian Konduktivitas Listrik

Bahan konduktor yang baik adalah bahan yang mudah mengalirkan arus listrik,

umumnya terdiri dari logam dan air. Kemampuan suatu bahan untuk

menghantarkan arus listrik ditunjukkan oleh besarnya nilai konduktivitas listrik

atau daya hantar bahan tersebut ( = sigma, satuan: Mho/m atau S/m) (Effendi,

dkk., 2007). Konduktivitas listrik dapat diuji menggunakan LCR meter, dan

didapatkan nilai resistansi (R) dengan satuan . Untuk mendapatkan nilai

konduktivitas listriknya () digunakan persamaan (12).

=

(12)

=1

(13)

18

DImana: L = tebal elektrode

A = luas penampang (Destyorini, dkk., 2010).

F. Penentuan Kapasitansi oleh Cyclic Voltammetry

Kapasitansi adalah sebuah ukuran kemampuan suatu material untuk menyimpan

muatan listrik, sedangkan kapasitor merupakan elemen rangkaian penyimpan

energi. Kapasitansi diukur dalam satuan Farad (F) (Edminister, 2004). Salah satu

metode untuk mengetahui kapasitansi suatu elektrode superkapasitor dan sifat

elektrokimia adalah metode cyclic voltammetry.

Pengukuran dengan metode cyclic voltammetryini berdasarkan variasi tegangan

awal dan tegangan akhir (Taer, et al., 2015). Timbulnya arus berasal dari transfer

elektron selama proses reduksi dan oksidasi dari elektrolit pada permukaan

elektroda. Arus yang dihasilkan dari reaksi reduksi dan oksidasi tersebut

dinamakan arus Faraday dan hasil plot arus Faraday versus tegangan dinamakan

voltamogram (Skoog, et al., 1988).

Kurva yang dihasilkan pada metode siklik voltametri berbentuk hysterisis dimana

semakin lebar bentuk kurvanya, makanilai kapasitansi yang dihasilkan akan

semakin besar. Taer, dkk. (2015) melakukan pengukuran superkapasitor

menggunakan siklik voltametri pada potensial 0 1 V dengan variasi scan rate 1,

5, 10, 30, 50, dan 100 mV/s dalam larutan H2SO4. Dari kurva voltamogram,

kapasitansi spesifik elektrode dapat ditentukan menggunakan persamaan (14).

=

. (14)

Dimana: Ic= arus charge

19

Id = arus discharge

s =scan rate

m = massa elektrode(Taer, dkk., 2015).

Pengukuran elektrode oleh siklik voltametri telah dilakukan Ikfina Himmaty dan

Endarko (2013). Mereka menggunakan tiga elektrode dalam pengukuran, yaitu

elektrode referensi (AgCl), elektrode pembantu (Pt), dan elektrode kerja, yaitu

karbon aktif.

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Junisampai dengan Agustus 2016 di

Laboratorium Fisika Material FMIPA Unila, Laboratorium Kimia Instrumentasi

FMIPA Unila, Laboratorium Teknik Mesin Unila,Laboratorium Terpadu UIN

Syarif Hidayatullah Jakarta, Laboratorium Instrumentasi Analitik ITBdan

Laboratorium PSTBM BATAN Serpong.

B. Alat dan Bahan Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalahbeaker glass Pyrex USA 80,

250, 500 ml, gelas ukur Pyrex USA 500 ml, erlenmeyer Pyrex USA 500 ml,

saringan, spatula, pipet tetes, kertas saring, magnetic stirrer Kenko 79-1 dan

HMS-79, neraca digital Adventure Ohauss Kem ABT220-44M, mortar-pastle, pH

indikator merk KGaA Germany, botol film, alumunium foil, ayakan 100 mesh,

alat tekan hidrolik GRASEBY SPECAC, oven, furnace Naberthem, X-Ray

Diffraction (XRD)-7000 merk SHIMADZU MaximaX, Surface Area Analyzer

(SAA) Quantachrome Instrument version 11.0, Potensiostat e-corder 410,dan

Inductance, Capacitance, and Resistance (LCR) meter Hioki 3532-50.

21

Bahan yang dipakai dalam penelitian ini adalah aquades, sekam padi, aluminium

hydroxide (Al(OH)3) merk KGaA Germany, sodium hydroxide(NaOH) merk

KGaA Germany, nitrit acid (HNO3) 68% RP chemical product, dan larutan

elektrolit kalium hydroxide ftalat (KHP).

C. Prosedur Penelitian

Prosedur yang dilakukan dalam penelitian ini terdapat dalam beberapa tahap

meliputi ekstraksi silika sekam padi, sintesis zeolit, kalsinasi, dan karakterisasi

sampel.

1. Ekstraksi silika sekam padi

Silika sekam padi dapat diekstraksi dengan langkah:

a. Mencampurkan 50 gr sekam padi pada larutan 500 ml NaOH 5%.

b. Memanaskan campuran sekam padi dan NaOH selama 30 menit sampai

mendidih, dan mendinginkannya pada suhu ruang.

c. Menyaring filtrat sekam padi untuk mendapatkan sol silika.

d. Meng-aging sol silikaselama 24 jam.

2. Sintesis zeolit

Zeolit disintesis menggunakan metode sol-gel dari campuran sol silika

(sodium silikat) dan larutan sodium aluminat (Iman, 2013) dengan langkah di

bawah ini:

a. Mencampurkan 5 gr Al(OH)3 dalam larutan 50 ml NaOH 5% yang diaduk

pada magnetic stirrer dengan kecapatan 500 rpm selama 2 jam.

22

b. Mencampurkan 250 ml sol silika pada larutan sodium aluminat dengan

kecapatan 1000 rpm selama 1 jam, sehingga diperoleh sol zeolit.

c. Menetesi sol zeolit dengan 100 ml HNO3 5% secara perlahan sampai pH

netral sambil mengaduk pada kecepatan 1000 rpm selama 7 jam hingga

membentuk gel zeolit, kemudian meng-aging gel zeolitselama 24 jam.

d. Mencuci dan menyaring gel zeolit sampai berwarna putih. Selanjutnya

mengeringkan gel bersih pada suhu 110oC selama ( 24 jam) atau sampai

benar-benar kering.

e. Menghaluskan zeolit kering sampai menjadi serbuk halus dan mengayak

zeolit menggunakan ayakan 100 mesh untuk mendapatkan butiran yang

lebih halus.

3. Kalsinasi

Kalsinasi dilakukan pada beberapa variasi suhu, dengan zeolit berupa serbuk

dan pelet. Langkah untuk proses kalsinasi adalah:

1. Membentuk pelet zeolitmenggunakan alat tekan, yaitu press hidrolik

dengan tekanan 10 ton.

2. Memanaskan kedua bentuk zeolitdalam furnace pada variasi suhu 150,

250, 350, 450, 550, dan 650C dengan kenaikan suhu sebesar 3/menit

dan menahannya selama 3 jam.

4. Karakterisasi Zeolit

Karakterisasi zeolit berupa:

1. XRD, untuk mengetahui fasa yang terbentuk dan ukuran kristal (zeolit

berupa serbuk).

23

2. SAA, untuk mengetahui luas permukaan spesifik (zeolit berupa serbuk).

3. LCR meter, untuk mengetahuinilai konduktivitas listrik (zeolit berupa

pelet yang dilapisi pasta Ag).

4. CV, untuk mengetahui nilai kapasitansi spesifik (zeolit berupa pelet

sebagai elektrode kerja, AgCl sebagai elektrode referensidan Pt sebagai

elektrode pembantu).

24

D. Diagram Alir Penelitian

Prosedur penelitian ini secara keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

Sol silika Men-stirrerSol sodium aluminat +250 ml

sol silika pada 1000 rpm selama 1 jam

Meneteskan larutan HNO3 5% hingga pH 7, men-stirrer pada

1000rpm selama 7 jam

Gel zeolit

Meng-aging gel selama 24 jam, lalu disaring dan dicuci

Mengeringkan gel pada suhu 110oC ( 24 jam)

Menghaluskn gel kering dan mengayak dengan 100 mesh

Serbuk zeolit

Memanaskan 50 gr sekam padi dan

500 ml NaOH 5%

Men-stirrer5 gr Al(OH)3+ 50 ml NaOH

5% pada 500 rpm selama 2 jam

Sol sodium aluminat

Preparasi sekam padi

Kalsinasi pada suhu 150, 250, 350, 450,

550, dan 650C selama 3 jam

Karakterisasi dengan XRD dan SAA

Pengujian menggunakan CV dan

LCR meter Hasil

Membentuk pelet menggunakan

press hidrolik 10 ton

Kalsinasi pada suhu 150, 250, 350, 450,

550, dan 650C selama 3 jam

Menyaring sekam padi dan meng-

aging sol selama 24 jam

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Suhu kalsinasi mempengaruhi pembentukan fasa zeolit, yaitu alumina

mengalami transformasi dari gibbsite menjadi bohmite dan aluminum oxide

gamma.

2. Zeolit mulai terbentuk pada suhu kalsinasi 350 yang ditandai dengan

adanya fasa gmelinite.

3. Semakin tinggi suhu kalsinasi, maka ukuran kristal zeolit semakin membesar

dan akan mengecil karena terbentuknya fasa baru.

4. Semakin besar luas permukaan spesifik maka kapasitansinya

semakinmeningkat. Namun pada luas permukaan spesifik 150.01 m2/g terjadi

saturasi kapasitansi, yaitu pada kapasitansi spesifik 8.13x10-3 F/g.

5. Pada konduktivitas listrik tinggi, semakin tinggi konduktivtias listrik zeolit,

maka nilai kapasitansi spesifiknya meningkat. Namun terjadi penurunan

kapasitansi spesifik pada konduktivitas listrik rendah.

41

B. Saran

Peneliti menyarankan perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang potensi zeolit

sebagai elektode superkapasitor dengan beberapa masukan, antara lain yaitu:

1. Untuk melengkapi data penelitian ini, pengukuran surface area analyzertidak

hanya dilakukan pada luas permukaan saja, tetapi juga melakukan

pengukuran pada porositasnya, seperti ukuran dan volume pori.

2. Memodifikasi atau menemplet sampel zeolit dengan material lain yang

memiliki luas permukaan dan konduktivitas tinggi supaya menghasilkan nilai

kapasitansi yanglebih tinggi dari penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Alkire, R.C., Philip N.B., and Jacek L. 2015. Electrochemistry of Carbon

Electrode. Wiley-VCH Verlag GMBh and Co. Berlin. Pp. 290.

Allen, T. 1981. Particle Size Measurement: Powder Technology Series Third

Edition. Springer-Science and Business Media. Loughborough Pp. 477.

Ania, C.O., Volodymyr K., Encarnacion R.P., Jose B.P., and Francois B. 2007.

The Large Electrochemical Capacitance of Microporous Doped Carbon

Obtained by Using A Zeolite Template. Advanced Functional Material.

Vol. 17. Pp. 1828-1836.

Ariyanto, T., Imam P., dan Rochmadi. 2012. Pengaruh Struktur Pori terhadap

Kapasitansi Elektroda Superkapasitor yang Dibuat dari Karbon

Nanopori.Reaktor. Vol. 14, No. 1. Hal. 25-32.

Banerjee, P.C., Ren P.W., Sam M.G., Amirta M., and R.K. Singh R. 2014.

Influence of Zeolite Coating on The Corrosion Resistance of AZ91D

Magnesium Alloy. Materials. Vol. 7. Pp. 6092-6104.

Barbieri, O., M. Hahn, A. Herzog, and R. Kotz. 2005. Capacitance Limits of High

Surface Area Activated Carbons for Double Layer Capacitors. Carbon.

Vol. 43. Pp. 1303-1310.

Bekkum, V.H., Flanigen E.M., Jacobs P.A., and Jonsen J.C. 1991. Introduction to

Zeolite Science and Practice. Elsivier. Amsterdam.

Breck, D.W. 1974. Zeolite Molecular Sieves: Structure, Chemistry, and Use. Jhon

Willey and Sons. London. Pp. 4.

Bogdanov, B., Dimitar G., Krasimira A., dan Yancho H. 2009. Synthetic Zeolites

and Their Industrical and Environmental Application.Natural and

Mathematical Science. Vol. IV. Pp. 1-5

Chen,W.C., Chi C.H., Chen C.W., and Chun K.M. 2004. Electrochemical

Characterization of Activated Carbon-Ruthenium Oxide Nanoparticle

Composites for Supercapacitors. Journal of Power Source. Vol. 125. Pp.

292-298.

2

Conway, B.E. 1999. Electrochemical Supercapacitors Scientific Fundamentals

and Technological Applications. Kluwer Academic/Plenum Publisher.

New York. Pp. 13-15, 29-31, 107.

Dana, E.S. 1982. System of Mineralogy 6th Edition. Jhon Willey and Sons. New

York. Pp. 593-594.

Della, V.P., I. Khun, and D. Hotza. 2002. Rice Husk Ash as Alternate Source for

Active Silica Production. Materials Letters. Vol. 57. Pp. 818-821.

Destyorini, F., Andi S., Achmad S., dan Nanik I. 2010. Pengaruh Suhu

Karbonisasi terhadap Struktur dan Konduktivitas Listrik Arang Serabut

Kelapa.Jurnal Himpunan Fisika Indonesia. Vol. 10, No. 2. Hal. 122-132

Dyer A. 1988. An Introduction to Zeolite Molecular Sieves. John Willey and Sons

Ltd. Chichester. London.

Edminister, J.A. 2004. Schaums Easy Outlines: Elektromagnetika. Erlangga.

Jakarta. Hal. 37.

Effendi, R., Slamet S., Wilson S.S, dan Soemarto. 2007. Medan Elektromagnetika

Terapan. Erlangga. Jakarta. Hal. 63.

Fitriana, V.N. 2014. Sintesis dan Karakterisasi Superkapasitor Berbasis

Nanokomposit TiO2/C. (Skripsi) Universitas Negeri Malang. Malang. Hal.

19.

Garcia, B.B., Aron M.F., Qifeng Z., Richard D.C, Guozhong C., Tim T.F., Ken

P.N., and Gerald T.S. 2008. Effect of Pore Layer Carbon Cyrogel

Supercapacitors.Journal of Applied Physics. Vol. 104. Pp. 1-9.

Georgiev, D., Bogdan B., Krasimira A., Irena M., and Yancho H. 2009. Synthetic

Zeolites-Structure, Classification, Current Trends in Zeolites Synthetis.

Technical Studies. Vol. VII. Pp. 1-5.

Giancoli, 2001. Fisika Jilid 2 Ed.5. Erlangga. Jakarta. Hal. 47.

Gigli, L., Rosella A., Simona Q., Fransesco D.R., and Giovanna V. 2013. The

High Stability of The Synthetic Zeolite K-L: Dehydration Mechanism by

In Situ SR-XRPD Experiments. Microporous and Mesoporous Materials.

Vol. 177. Pp 8-16.

Ginting, E.M., Nurdin B.M., and M.A. Siregar. 2015. Preparation and

Characterization of Natural Zeolite and Rice Husk Ash as Filler Material

HDPE Thermoplastic. Chemistry and Material Research. Vol.7, no.2. Pp.

20-27.

3

Himmaty, I. dan Endarko. 2013. Pembuatan Elektroda dan Perancangan Sistem

Capacitive Deionization untuk Mengurangi Kadar Garam pada Larutan

Sodium Clorida. Berkala Fisika. Vol. 16, No. 3. Hal. 67-74.

Iman, T., Arneli MS., dan Ahmad S. 2013. Pengaruh Konsentrasi NaOH pada

Pengambilan Silika dari Abu Sekam Padi untuk Sintesis Zeolit dan

Aplikasi sebagai Builder Deterjen. Chem Info. Vol. 1, No. 1. Hal. 275-282.

Izzati, H.N., Fitratun N, dan Munasir. 2013. Sintesis dan Karakterisasi Kekristalan

Nanosilika Berbasis Pasir Bancar. Jurnal Inovasi Fisika Indonesia. Vol.

02, No. 03. Hal. 19-22..

Jumaeri, W., Astuti, dan Lestari. 2007. Preparasi dan Karakterisasi Zeolit dari

Abu Layang Batubara secara Alkali Hidrotermal. Reaktor. Vol 11, No. 1.

Hal. 38-44.

Kalogeras, I.M. and A.V. Dova. 1998. Electrical Properties of Zeolitic Catalys.

Defect and Diffusion Forum Trans Tech. Vol. 164. Pp. 1-36.

Karno, W., Ego S., dan Aang D. 2012. Kajian Indonesia Energi Outlook.

Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral. Tangerang. Hal. 20-21.

Karthikeyan, K., D. Kalaphana, and N.G. Ranganathan. 2009. Synthesis and

Characterization of ZnCO2O4 Nanomaterial for Symmetric Supercapacitor

Application. Ionics. Vol. 15. Pp. 107-110.

Khair, F.Z. 2013. Pengaruh Suhu Sinter terhadap Karakteristik Keramik

Komposit CS2-Ni yang Dibuat dengan Metode Tape Casting. (Skripsi)

Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung. Hal. 38-39.

Kotz, R. and M. Carlen. 2000. Principles and Applications of Electrochemical

Capacitor. Electrochemia Acta. Vol. 45. Pp. 2483-2498

Kubota, Y., Keiji I., Satoshi I., Yuji N., and Raita K. 2014. Effective Fabrication

of Catalysts from Large-Pore Multidimensional Zeolites Synthesized

without using Organic Structure-Directing Agent. Chemistry Matter. Vol.

26, No. 2. Pp. 1250-1259.

Lee, G.J. and Su I.P. 2007. Shyntesis and Characterization of Nanoporous Carbon

and Its Electrochemical Application to Electrode Material for

Supercapacitor. Modern Aspects of Electrochemistry. Vol. 41. Pp. 139-

195.

Lota, K., Agieszka S., and Grzegorz L. 2010. Supercapacitors Based on Nickel

Oxide/Carbon Materials Composites. International Journal of

Electrochemistry. Vol. 2011. Pp. 1-6.

4

Lowell, S. and Joan, E.S. 1984.Powder Surface Area and Porosity.Chapman and

Hall. New York. Pp. 17-35.

Lu, W., Rachel H., Liangti Q., and Liming D. 2011. Nanocomposite Electrodes

for High Performance Supercapacitors. The Journal of physical Chemistry

Letters. Vol. 2. Pp. 655-660.

Martin, A., James S., dan Arthur C. 1993. Farmasi Fisik: Dasar-dasar Farmasi

Fisik dalam Ilmu Farmasi. Universitas Indonesia. Depok.

Montes, J.M., F.G. Cuevas, and J. Cintas. 2008. Porosity Effect on The Electric

Conductivity of Sintered Powder Compacts. Applied Physics A Materials

Science & Processing. Vol. 92. Pp. 375-380.

Moon, J.S., Hyea K., Dong C.L., Jung, T.L., and Gleb Y. 2015. Increasing

Capacitance of Zeolite-Templated Carbons in Electric Double Layer

Capacitor. Journal of the Electrochemical Society. Vol. 162 (5). Pp. 5070-

5076.

Muresan, L.M. 2011. Zeolite Modified Electrodes with Analytical

Application.Pure Application Chemistry. Vol. 83, No. 2. Pp. 325-343.

Murkami, Y., Takeshi K., Yoshiro., Hayato K., Xiao G.Z., and Yushio T. 1997.

Porous Ruthenium Oxide Electrode Prepared by Adding Lanthanum

Chloride to The Coating Solution. Journal of Alloys and Compounds. Vol.

261. Pp. 178-181.

Octaviani, S. 2012. Sintesis dan Karakterisasi Zeolit ZSM-5 Mesopori dengan

Metode Desilikasi dan Studi Awal Katalis Oksidasi Metana. (Skripsi)

Universits Indonesia. Depok. Hal 14-18.

Ojha, K., Narayan C.P., and Amar N.S. 2004. Zeolite from Fly Ash: Synthetis and

Characterization. Bull Material Science. Vol.27, No. 26. Pp. 555-564.

Oktaviani, Y. dan Mutaqqin A. 2015. Pengaruh Temperatur Hidrotermal terhadap

Konduktivitas Listrik Zeolit Sintesis dari Abu Dasar Batu Bara dengan

Metode Alkali Hidrotermal. Jurnal Fisika Unand. Vol. 4, No. 4. Hal 358-

364.

Perry, R.H. dan Don W.G. 1997. Chemical Engineers Handbook. Mc Graw Hill.

New York.

Piercy, B. 2010. Zeolite Templated Sucrose Drived Carbons for Supercapacitors.

Georgia Institute of Technology Surf. New York. Pp. 1.

Prandika, L dan Diah S. 2013. Analisis Sifat Kapasitif Kapasitor Elektrokimia

WO3 Hasil Sintesa Sol Gel dengan Variasi Temperatur Kalsinasi. Jurnal

Teknik Pomits. Vol. 2, No. 2. Hal. 372-377.

5

Rawale, S. and Chandan K. 2015. Study and Analysis of Supercapacitor with its

Application. Internasional Research Journal of Engineering and

Technology. Volume 02, Issue 03. Pp. 2194-2196.

Rolison, D.R. 1990. Zeolite-Modified Electrodes and Electrode Modifies Zeolite.

Chemical Review. Vol. 90, No.5. Pp. 867-878.

Santos, P.S., H.S. Santos, and S.P. Toledo. 2000. Standard Transition Aluminas:

Electron Microscopy Studies. Materials Research. Vol. 3, No.4. Pp. 104-

114.

Sari, W.P. 2012. Sintesis dan Karakterisasi Komposit Zeolit Glassy Carbon dan

Aplikasinya sebagai Zeolite-Modified Electrode (ZME) untuk Indikator

Asam Askorbat. (Skripsi) Universitas Indonesia. Depok. Hal. 24.

Sembiring, S. dan Pulung KK. 2007. Pengaruh Suhu Sintering terhadap

Karakteristik Termal dan Mikrostruktur Silika Sekam Padi. Jurnal Sains

MIPA. Vol 13, No. 3. Hal. 233-239.

Shaw, B.R., Kenneth E.C., Christopher J.L., Jeffrey A.S., and Marta T. 1988.

Voltammetric Response of Zeolite-Modified Electrodes. Journal of

Electrochem Society: Electrochemical Science and Thechnology. Vol. 135,

No.4. Pp. 869-876

Shukla, A.K., S. Sampath, and K. Vijayamohanan. 2000. Electrochemical

Supercapacitors: Energy Storage Beyonde Batteries. Current Science. Vol.

79, No. 12. Pp. 1656-1661.

Skoog, D.A., D.M.West., and F.J. Holler. 1988. Fundamentals of Analytical

Chemistry. Saunders College Publishing. New York. Pp. 384-390.

Snook, G.A., Ipon K., and Adam S.B. 2011. Conducting Polymer Based

Supercapacitor Device and Electrodes. Journal of Power Source. Vol. 196.

Pp. 1-12.

Studiawan, H., Tutiek P., and Tan Y. 2015. Uji ToksisitasSubkronik Mineral

Zeolit Alam Malang-2(M-2) yang Diaktivasi secara Fisik pada Memencit

Jantan. Majalah Farmasi Airlangga. Vol. 5, No. 1. Hal. 30-32.

Sutarti, M., dan Minta R. 1994. Zeolit. Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah.

Jakarta.

Suryanarayana, C. and M.G. Norton. 1998. X-Ray Diffraction: A Partical

Approach. Springer. New York.

Taer, E., Zulkifli, Sugianto, R. Syech, dan R. Taslim. 2015. Analisa Siklik

Voltametri Superkapasitor menggunakan Elektroda Karbon Aktif dari

6

Kayu Karet berdasarkan Variasi Aktivator KOH. Prosiding Seminar

Nasional Fisika (E-Journal). Volume IV. Hal. 1-6.

Utomo, M.P. 2008. Deaktivasi Katalis pada Konversi Pentanol menjadi Pentana

dengan Katalis Pt/Zeolit. Seminar Nasional Kimia. Hal. 1-9.

Wang, H., Zhengbao W., Limin H., Anupam M., Brett H., and Yushan Y. 2001.

High-Surface-Area Zeolite Silica with Mesoporosity. Journal of Material

Chemistry. Vol. 11. Pp. 2307-2310.

Waseda, Y., Eiichiro M., and Kozo S. 2011. X-Ray Diffraction Crystallography.

Springer. London. Pp. 3.

Weitkamp, J. and Lothar p. 1999. Catalysis and Zeolites: Fundamentals and

Applications. Springer-Verlag. Berlin. Pp. 336.

Wilson, J.R. 2010. Minerals and Rocks. Richard Wilson and Ventus Publishing.

E-Book. Hal. 55 dan 66.

Widyantoro, A.T.T. dan Diah S. 2013. Pengaruh Variasi Temperatur Kalsinasi

terhadap Sifat Kapasitif Kapasitor Elektrokimia Tungsten Trioksida (WO3)

Hasil Sintesa Sol Gel. Jurnal Teknik Pomits. Vol.2, No.1. Hal. 1-6.

Xu, H., Qiuming G., Hongliang G., and Huanlei W. 2010. Hierarchical Porous

Carbon Obtained Using the Template of NaOH-Treated Zeolite and Its High Perpormance as Supercapacitor. Microporous and Mesoporous

Materials. Vol. 133. Pp. 106-114.

Yong, C.C. and John W. 2001. Mechanical Activation Triggered Gibbsite to

Bohmite Transition and Activation Derived Alumina Powders. Journal of

The American Ceramic Society. Vol. 84, No. 6. Pp. 1225-1230.

Yunica, F. dan Muttaqin A. 2013. Karakterisasi Sifat Listrik PaNi: Zeolit Faujasit

Na-X dari Limbah Bottom Ash. Jurnal Fisika Unand. Vol. 2, No. 4. Hal

284-288.

Zed, F., Yenny D., dan Ainur R. 2014. Outlook Energi Indonesia 2014.

Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral. Jakarta. Hal. 2-3.

Zhang, L.L., Rui Z., and X.S. Zhao. 2010. Graphene Based Materials as

Supercapacitors Electrodes. Journal of Matter Chemistry. Vol. 20. Pp.

5983-5992.