Sintesis dan Karakterisasi Nanokomposit Nickel Kobaltit dan Reduce Grafena Oksida (NiCo204/rGO) Sebagai Material Barn Pembuatan Elektroda Superkapasitor

Abstract

Pseudocapacitive type supercapacitor electrode material based on nanocomposites has been made from a mixture of NiO nanoparticles, Co3O4 nanoparticles, and reduced graphene oxide (rGO) through coprecipitation and hydrothermal methods with calcination process at 900oC with variations in the composition of NiCo2O4/rGO nanocomposites at a mass ratio of nickel: cobalt: rGO, namely 2:2: 2, 2:3:2, 3:2:2, 3:0:3, 0:3:3, 0:10:0 and 10:0:0. Sampling was carried out in two steps. The first step was the synthesis of NiO and Co3O4 nanoparticles using NiS.5H2O and Co2SO4.7H2O precursors based on the coprecipitation method and reduced graphene oxide (rGO) derived from graphite oxide (pencil stick) using a modified hummer method. The second stage was mixed NiO, Co3O4, and rGO nanoparticles using coprecipitation and hydrothermal methods to form NiCo2O4/rGO nanocomposites which are then characterized including: physical properties with SEM, BET, and XRD, chemical properties with FTIR, thermal properties with TG/DTA, and electrical properties with CV meter. The characterization results showed that the most optimum composition of the NiCo2O4/rGO nanocomposite on S2 with a mass ratio of 2:3:2 producing a hexahedron micrograph image with a spinel crystal structure with a crystalline diameter of 0.454 nm composed of the main group -OH and C=C with a wave number of 3448,51 cm-1, 1627.77 cm-1, crystallization point 468oC, mass decomposition 63.84%, specific surface area 12.75 m2/gr, average pore radius 9.534 nm and pore volume 0.06404 cm3/g with its electrical performance namely electrical conductivity of 6.078 S/m, specific capacitance of 289.93 F/g and current density 106,32 A/m2 which can be applied as a new material in the manufacture of supercapacitor electrodes of the pseudocapacitor type.

Telah dibuat material elektroda superkapasitor tipe pseudokapasitif berbasis nanokomposit dari campuran bahan baku nanopartikel NiO, nanopartikel Co3O4, dan grafena oksida tereduksi (rGO) melalui metode kopresipitasi dan hidrotermal dengan proses kalsinasi pada suhu 900oC dengan variasi komposisi nanokomposit NiCo2O4/rGO pada ratio massa nikel : kobalt : rGO yaitu 2:2:2, 2:3:2, 3:2:2, 3:0:3, 0:3:3, 0:10:0 dan 10:0:0. Pembuatan sampel dilakukan dua tahap. Tahap pertama sintesis nanopartikel NiO dan Co3O4 menggunakan prekursor NiS.5H2O dan Co2SO4.7H2O berbasis metode kopresipitasi serta grafena oksida tereduksi (rGO) yang berasal dari grafit oksida (batang pensil) menggunakan metode hummer yang termodifikasi. Tahap kedua pencampuran nanopartikel NiO, Co3O4, dan rGO menggunakan metode kopresipitasi dan hidrotermal sehingga terbentuk nanokomposit NiCo2O4/rGO yang kemudian dikarakterisasi meliputi: sifat fisis dengan SEM, BET, dan XRD, sifat kimia dengan FTIR, sifat termal dengan TG/DTA, dan sifat listrik dengan CV meter. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa komposisi paling optimum yaitu nanokomposit NiCo2O4/rGO pada S2 dengan ratio massa 2:3:2 menghasilkan citra mikrograf hexahedron dengan struktur kristal spinel berdiameter kristalin 0.454 nm yang tersusun dari gugus utama -OH, C=C dengan bilangan gelombang 3448,51 cm-1, 1627,77 cm-1, titik kristalisasi 468oC, dekomposisi massa 63,84%, luas permukaan spesifik 12,75 m2/gr, rerata jari pori 9,534 nm dan volume pori 0,06404 cm3/g dengan performa listriknya yaitu konduktivitas listrik 6,078 S/m, kapasitansi spesifik 289,93 F/g dan rapat arusnya 106,32 A/m2 yang dapat diterapkan sebagai material baru dalam pembuatan elektroda superkapasitor jenis pseudokapasitor.