Pengaruh Penambahan SiO2 Hasil Ekstraksi Sekam Padi Pada Sintesis Natrium Superionik Konduktor (NASICON) dan Sifat Konduktivitas Ionik Baterai Elektrolit Padat

Abstract

Energi merupakan isu hangat yang selalu diperlukan inovasi dari tahun ke tahun. Salah satu inovasi di dalamnya adalah bidang material penyimpan, contohnya baterai. Baterai memiliki tiga komponen utama, yakni anoda, katoda, elektrolit. Elektrolit memiliki sifat sebagai penghantar (konduktor) ion yang baik dikenal dengan dua macam, cair dan padat. Beberapa peneliti memperkenalkan NASICON (Na1+xZr2SixP3-xO12) sebagai struktur konduktor ion yang memungkinkan ion Na+ bergerak secara tiga dimensi. Pada penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh penambahan SiO2 hasil ekstraksi dari sekam padi pada pembentukan fasa NASICON dan konduktivitasionik pada baterai elektrolit padat. Proses pembentukan NASICON menggunakan metode sol-gel dari NaOH, SiO2, H3PO4 dan ZrOCl2.8H2O. SiO2 untuk pembentukan NASICON diekstrak dari sekam padi dengan metode acid-leaching. Hasil dari XRD menunjukkan bahwa silika hasil ekstraksi berbentuk amorf. Hasil SEM pada silika memperlihatkan bahwa morfologi silika berporoos. Hasil FTIR ekstraksi silika menunjukkan bahwa adanya ikatan Si-O-Si pada sampel. Hasil XRD NASICON menunjukkan bahwa struktur sebelum pemanasan kedua adalah monoklinik, sedangkan setelah melalui proses kompaksi dan pemanasan kembali berstruktur rhombohedral. Hasil LCR menunjukkan bahwa Nyquist Plot dari ketiga komposisi bersifat semikonduktor dengan konduktivitas tertinggi dimiliki oleh NASICON dengan komposisi x=2. Jadi dapat disimpulkan bahwa penambahan fraksi mol SiO2 pada NASICON tidak menghasilkan perubahan struktur kristal, namun sintering ulang hingga 1000oC menghasilkan transformasi struktur kristal monoklinik ke rhombohedral. Selain itu, nilai konduktivitas semakin tinggi pada penambahan nilai fraksi mol (x) namun akan menurun seiring dengan kenaikan fraksi mol ≥ 2Energi merupakan isu hangat yang selalu diperlukan inovasi dari tahun ke tahun. Salah satu inovasi di dalamnya adalah bidang material penyimpan, contohnya baterai. Baterai memiliki tiga komponen utama, yakni anoda, katoda, elektrolit. Elektrolit memiliki sifat sebagai penghantar (konduktor) ion yang baik dikenal dengan dua macam, cair dan padat. Beberapa peneliti memperkenalkan NASICON (Na1+xZr2SixP3-xO12) sebagai struktur konduktor ion yang memungkinkan ion Na+ bergerak secara tiga dimensi. Pada penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh penambahan SiO2 hasil ekstraksi dari sekam padi pada pembentukan fasa NASICON dan konduktivitasionik pada baterai elektrolit padat. Proses pembentukan NASICON menggunakan metode sol-gel dari NaOH, SiO2, H3PO4 dan ZrOCl2.8H2O. SiO2 untuk pembentukan NASICON diekstrak dari sekam padi dengan metode acid-leaching. Hasil dari XRD menunjukkan bahwa silika hasil ekstraksi berbentuk amorf. Hasil SEM pada silika memperlihatkan bahwa morfologi silika berporoos. Hasil FTIR ekstraksi silika menunjukkan bahwa adanya ikatan Si-O-Si pada sampel. Hasil XRD NASICON menunjukkan bahwa struktur sebelum pemanasan kedua adalah monoklinik, sedangkan setelah melalui proses kompaksi dan pemanasan kembali berstruktur rhombohedral. Hasil LCR menunjukkan bahwa Nyquist Plot dari ketiga komposisi bersifat semikonduktor dengan konduktivitas tertinggi dimiliki oleh NASICON dengan komposisi x=2. Jadi dapat disimpulkan bahwa penambahan fraksi mol SiO2 pada NASICON tidak menghasilkan perubahan struktur kristal, namun sintering ulang hingga 1000oC menghasilkan transformasi struktur kristal monoklinik ke rhombohedral. Selain itu, nilai konduktivitas semakin tinggi pada penambahan nilai fraksi mol (x) namun akan menurun seiring dengan kenaikan fraksi mol ≥ 2