FABRIKASI SUPERKAPASITOR BERASASKAN ELEKTROD DARIPADA BIOJISIM DAN ELEKTROLIT POLIMER GEL

Nur Izyani Aini Abd Ghani; Mohamad Redwani Mohd Jasni; Mohamad Deraman; Siti Aisyah Shamsudin

Nur Izyani Aini Abd Ghani Pusat Pengajian Fizik Gunaan, Fakulti Sains Dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia
Mohamad Redwani Mohd Jasni Pusat Pengajian Fizik Gunaan, Fakulti Sains Dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia
Mohamad Deraman, Prof. Dr. Pusat Pengajian Fizik Gunaan, Fakulti Sains Dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia
Siti Aisyah Shamsudin, Dr. Pusat Pengajian Fizik Gunaan, Fakulti Sains Dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia

Keywords: activated carbon electrodes, gel polymer electrolyte, palm oil

Abstract

ABSTRACT

Supercapacitor electrodes were prepared from palm oil (PO) and mixed with KOH treated self-adhesive carbon grains (SACGT) were converted from oil palm empty fruit bunches (EFB). There were four type of activated carbon (AC) electrodes prepared via carbonization and activation which labeled as pellet AC-A (SACGT), pellet AC-B (95 wt.% SACGT + 5 wt.% PO), powder AC-C (SACGT) and powder AC-D (95 wt.% SAGCT + 5 wt.% PO). All these electrodes were fabricated as supercapacitor cells by using gel polymer electrolyte (GPE) which also acted as a separator, and labeled as cell A, B, C and D. XRD analysis showed diffraction with two broad peaks at diffraction angles of 24 and 40 beside AC powder contained PO have high ratio of microcrystallite dimension (L_c/L_a). In FESEM analysis has shown the addition of PO in AC electrodes give smaller grain sizes. Beside that, effect of additional of PO in SACGT and GPE is used as electrolyte for electrochemistry characterization have shown pellet AC-B has increased the specific capacitance for cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge (GCD) which are 143 Fg^-1 and 268.57 Fg^-1, respectively. While the energy specific gave the highest value which is 7.169 Wh kg^-1if compared to other cells. Furthermore, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) shows AC-D with additional of OP has succeeded increase the specific capacitance to 129 Fg^-1 and decrease internal resistance of electrode to 14.25 Ω.

ABSTRAK

Elektrod superkapasitor dihasilkan daripada bahan tambahan minyak kelapa sawit (MKS) serta serbuk karbon swa-merekat terawat KOH (SKSMT), yang mana disediakan daripada serabut tandan kelapa sawit. Empat jenis elektrod karbon teraktif (KT) telah dihasilkan melalui proses karbonisasi dan aktivasi dengan komposisi seperti (a) pelet KT-A (SKSMT), (b) pelet KT-B (95 bt.% SKSMT + 5 bt.% MKS), (c) serbuk KT-C (SKSMT) dan (d) serbuk KT-D (95 bt.% SKSMT + 5 bt.% MKS). Keempat-empat elektrod telah difabrikasi dengan menggunakan elektrolit polimer gel (GPE) yang juga bertindak sebagai pemisah untuk dijadikan sel superkapasitor yang dilabel sebagai sel A, B, C dan D. Analisis XRD menunjukkan pembelauan dua puncak lebar berada pada sudut belauan 24 dan 40 dan serbuk KT yang mengandungi MKS mempunyai nilai nisbah dimensi mikrohablur (L_c/L_a) yang paling tinggi. Analisis FESEM pula menunjukkan penambahan MKS dalam elektrod KT menyebabkan saiz liang berkurang. Selain itu, kesan penambahan MKS ke atas SKSMT dan penggunaan GPE dapat dilihat dalam pencirian elektrokimia sel superkapasitor apabila sel KT-B mempunyai peningkatan kapasitan spesifik dalam kitaran voltammetri (CV) dan galvanostatik cas-nyahcas (GCD) iaitu 143 Fg^-1 dan 268.57 Fg^-1 serta tenaga spesifik yang tinggi iaitu 7.169 Wh kg^-1jika dibandingkan dengan sel-sel yang lain. Manakala, pencirian daripada impedans elektrokimia (EIS) menukkan sel KT-D dengan penambahan MKS didapati berjaya meningkatkan nilai kapasitan kepada 129 Fg^-1 dan mengurangkan rintangan dalaman elektrod kepada 14.25 Ω.