Kinerja Elektrokimia Nanokomposit Fe3O4/C Sebagai Anoda Pada Baterai Ion-Lithium

Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk meneliti nanokomposit Fe3O4/C sebagai bahan anoda baterai ion lithium dan mengevaluasi kinerja elektrokimia nano komposit Fe3O4/C baik secara eksperimen maupun teoritis. Nanopartikel Fe3O4 disintesis dari oksidasi besi dalam air menggunakan continous direct current (CDC) dan pule direct current (PDC). Nanokomposit Fe3O4/C disiapkan dengan dua metode: (1) nanopartikel dicampur dengan sukrosa dan dikarbonisasi pada 500ºC dibawah kondisi campuran gas 5% H2 dalam N2 dan (2) nanopartikel dicampur dengan carbon black. Kinerja elektrokimia dari kompoit dievaluasi dengan electrochemical impedance spectroscopy (EIS) dan cyclic voltammetry (CV). diameter rata-rata partikel Fe3O4 sekitar 18,7 nm dan 20 nm. Luas permukaan spesifik dari nanokomposit Fe3O4 /C yang dibuat dengan menggunakan arus CDC dan PDC pada metode karbonisasi (metode 1) sebesar 112,93 m2/g dan 111,58 m2/g. Sedangkan untuk arus CDC dan PDC pada metode pencampuran biasa (metode 2) didapatkan luas permukaan spesifik sebesar 48,34 m2/g dan 40,77 m2/g. Analisa EIS menunjukkan bahwa konduktifitas dari komposit Fe3O4/C secara PDC lebih rendah daripada secara CDC baik pada metode 1 maupun metode 2. Luas permukaan spesifik yang lebih rendah memberikan konduktifitas yang lebih baik. Analisa cyclic voltammetry beberapa siklus menunjukkan adanya daerah grafik anodik dan katodik dari metode 2 secara PDC dan CDC memberikan pola grafik CV yang sama. Nilai optimum diperoleh dari nanokomposit Fe3O4/C 8:1:1 sebesar 438 Ω (charge ransfer) dan 1510 Ω (difusi ion) dengan arus CDC, sedangkan untuk arus PDC sebesar 274 Ω (charge ransfer) dan 1260 Ω (difusi ion). Nilai kapasitas optimum sebesar 4,407995 F/g pada variabel nanokomposit Fe3O4/C 6:2:2. ============================================================================================ The objective of this work is to investigate Fe3O4 /C composite as an electrochemical capacitor. Fe3O4 nanoparticles were synthesized by oxidation of iron in water using either constant direct current (CDC) or pulse direct current (PDC). Fe3O4 /C composite was prepared by two methods: (1) the nanoparticles were mixed with sucrose and carbonized at 500 oC under the mixture of 5% H2 in N2, and (2) the nanoparticles were mixed with carbon black. The electrochemical performance of the composite was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and cyclic voltammetry (CV). The diameters of Fe3O4 particles obtained using CDC and PDC methods were approximately 18.7 nm and 20 nm, respectively. The specific surface area of composite with method (1) using PDC was 112.93 m2/g and using CDC was 111.58 m2/g, and method (2) using PDC was approximately 48.345 m2/g and using CDC was 40.77 m2/g. EIS analysis showed that the conductivity of the composite prepared by method (1) using CDC lower than that using PDC and method (2) gave the same result. The lower specific surface area gave better conductivity. Cyclic Voltammogram analysis for some cycles showed that the area under the anodic-cathodic curve for the both methods (1) and (2) using PDC or CDC did not give the good result and for method (2) gave the same area. This is affected by diameter particles of composite