Sintesis MnO2 Dengan Metode Elektrokimia Sebagai Elektrokalis Metal Air Battery

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variabel multi elektroda dan tegangan pada proses elektrolisis terhadap yield nanopartikel MnO2 yang dihasilkan pada suasana asam dan basa. Selain itu juga dilakukan untuk mengetahui karakteristik nanopartikel MnO2 yang dihasilkan pada aplikasinya sebagai elektrokatalis pada metal air battery. Sintesis MnO2 dilakukan dengan metoda elektrokimia melalui elektrolisis larutan elektrolit berupa potasium permanganate (KMnO4) disertai pengadukan dengan magnetic stirrer. Pada suasana asam ditambahkan asam sulfat (H2SO4) dan dielektrolisis selama 30 menit, sedangkan untuk suasana basa ditambahkan KOH 0,1 M hingga mencapai pH 9 kemudian dielektrolisis selama 24 jam. Penelitian ini dilakukan pada variasi tegangan 2 dan 4V, jumlah elektroda karbon sejumlah 1 pasang dan 4 pasang serta konsentrasi larutan sebelum elektrolisis. Untuk memisahkan partikel yang terbentuk dari pengotor dilakukan pengendapan menggunakan centrifuge kemudian endapan dicuci sampai bersih menggunakan air demin serta dikeringkan pada furnace. Dari hasil penelitian didapatkan apabila dengan peningkatan elektroda dan voltase yang digunakan, maka yield MnO2 yang diperoleh juga semakin banyak. Terjadi peningkatan yield juga dengan dilakukan peningkatan volume total larutan KMnO4 sebelum elektrolisis. Dari hasil uji karakterisasi partikel yang dilakukan, didapatkan hasil apabila MnO2 yang dihasilkan pada suasana asam cenderung memiliki struktur low kristalin, sedangkan pada suasana basa cenderung amorf dengan luas permukaan yang lebih luas dibandingkan asam. Selain itu, dengan adanya penambahan jumlah elektroda dan voltase menyebabkan MnO2 yang terbentuk memiliki luas permukaan yang lebih kecil dan diameter partikel yang besar karena cenderung mengalami aglomerasi selama proses elektrolisa. Berdasarkan Uji Cyclic Voltametry, didapatkan apabila MnO2 mampu mereduksi O2, dilihat dari adanya peak yang muncul dan sesuai dengan Eo reaksi reduksi oksigen untuk seluruh variabel. Sedangkan berdasarkan uji Polarisasi linier didapatkan grafik hubungan antara current density (mA. cm-2 ) dengan voltase (V) yang menunjukkan daerah reduksi oksigen untuk elektrokatalis MnO2. Dari hasil polarisasi linier didapatkan jika sampel MnO2 yang disintesis pada suasana asam menunjukkan kemampuan elektrokatalis yang lebih baik daripada MnO2 yang disintesis pada suasana basa ================================================================= This research was conducted to determine the effect of multi-electrode and voltage variable on the electrolysis process to produce nanoparticle MnO2 in acidic and alkaline condition. Besides that, this experiment also performed to investigate the characteristics of nanoparticles MnO2 and its application as electrocatalyst in metal air batteries. Synthesis of MnO2 was done through electrolysis of electrolyte solution in the form of potassium permanganate (KMnO4) with stirred thoroughly. Sulfuric acid (H2SO4) was added in the acidic condition. While, alkaline conditions was created by addition of potassium hydroxide (KOH) 0.1 M until reach pH=9. Electrolysis on the acidic condition was performed for 30 minutes while in the alkaline condition for 24 hours. This experiment was performed in the voltage of 2 V and 4V. And the carbon electrode that used was 1 and 4 pairs. After that, removing impurities from the precipitate was done with demineralized water with the help of centrifuge. After that, MnO2 was dried in the furnace. From the data result during experiment, it was obtained with increasing of electrode and voltage that used, there would be increasing in the yield of MnO2. While From the characterization test, it was obtained that MnO2 produced at acidic conditions tend to have particle that more crystalline and larger diameter than particle that produced at alkaline conditions. The increasing of voltage accelerate the agglomeration of MnO2 particle so it caused the particle diameter became larger. Based on the Cyclic Voltametry Test, it was obtained if MnO2 able to reduce O2, it can be seen from the peak that appears corresponds to the Eo of the oxygen reduction reaction (Eo=0,4) for all variables. While from the polarization test, it was obtained graph the relation between current density (mA. cm-2 ) and voltage (V) that showed oxygen reduction area for electrocatalyst MnO2. Based on polarization test, MnO2 that produced in acidic condition tend to have better electrocatalyst activity than the one that produced in alkaline condition