VARIASI ELEKTROLIT DAN BEDA POTENSIAL DALAM PEMBUATAN GRAFIT TEREKSFOLIASI MENGGUNAKAN METODA ELEKTROKIMIA

Aly Zainal Abidin; Ricky Anthony Santoso; Indriantro Bayu Aji; Linahtadiya Andiani; Memoria Rosi

doi:10.21009/03.1101.FA18

Aly Zainal Abidin Departemen Teknik Fisika, Universitas Telkom, Bandung, Jawa Barat, Indonesia
Ricky Anthony Santoso Departemen Teknik Fisika, Universitas Telkom, Bandung, Jawa Barat, Indonesia
Indriantro Bayu Aji Departemen Teknik Fisika, Universitas Telkom, Bandung, Jawa Barat, Indonesia
Linahtadiya Andiani Departemen Teknik Fisika, Universitas Telkom, Bandung, Jawa Barat, Indonesia
Memoria Rosi Departemen Teknik Fisika, Universitas Telkom, Bandung, Jawa Barat, Indonesia

DOI: https://doi.org/10.21009/03.1101.FA18

Abstract

Abstrak

Grafit tereksfoliasi (exfoliated graphite/EG) merupakan material dua dimensi yang menarik dan banyak diteliti karena potensinya yang meluas untuk aplikasi piranti elektronik, optoelektronik, komposit dan penyimpan energi. Salah satu metoda pembuatan grafit tereksfoliasi adalah metoda elektrokimia yang memiliki beberapa keunggulan diantaranya hasil (yield) yang banyak, lapisan yang tipis (mencapai 3 layer), ukuran lateral yang besar (sampai 44 µm), dan rasio oksidasi (C/O) yang rendah (17,2) dan peluang untuk produksi massal. Penelitian ini bertujuan untuk membuat EG dari pensil 2B menggunakan metoda elektrokimia dengan variasi elektrolit dan beda potensial. Elektrolit yang digunakan adalah K₂SO₄, (NH₄)₂SO₄, dan Na₂SO₄dengan rentang konsentrasi 0,05-0,5 M dan beda potensial adalah 10-20 V. Konstruksi pembuatan EG terdiri dari dua pelat katoda dan anoda yang berjarak 2 cm yang direndam dalam larutan elektrolit. Beda potensial yang digunakan dalam percobaan divariasikan dari 10 volt hingga 25 volt untuk mendapatkan voltase optimal. Platinum digunakan sebagai katoda sedangkan pensil 2B berbahan grafit digunakan sebagai anoda. Morfologi EG yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi menggunakan digital mikroskop.

Kata-kata kunci: Elektrokimia, Elektrolit, Grafit Tereksfoliasi (Exfoliated Graphite/EG), K₂SO₄, Na₂SO₄, (NH₄)₂SO_4.

Abstract

Exfoliated graphite (EG) is an interesting and widely develop two-dimensional material due to its widespread applications of electroni devices, optoelectronics, composites and energy storage devices. One of the preffered method to manufacture EG is the electrochemical which has several advantages including a high yield, fairly thin layers (up to 3 layers), large lateral size (up to 44 m), low oxidation ratio (C/O). of 17.2 and potential to mass production. This study aimed to produce EG from “2B” pencil using electrochemical methods with electrolyte variations and potential differences. The electrolytes were K₂SO₄, (NH₄)₂SO₄, dan Na₂SO₄with a concentration range of 0.05-0.5 M and the potential difference were 10-20 V. For EG manufacturing, the two cathode and anode plates which was separated about 2 cm were immersed in the electrolyte. Platinum is used as the cathode while the graphite 2B pencil is used as the anode. The resulting EG morphology were then characterized using a digital microscope.

Keywords: Electrochemical, Electrolyte, Exfoliated Graphite (EG), K2SO4, Na2SO4, (NH4)2SO4.

References

G. Maurizio, A. Silvia, V. R. Cipolletti, “Hybrid filler systems in rubber nanocomposites,” in Progress in Rubber Nanocomposites, Elsevier, pp. 349-414, 2017.

D. D. L. Chung, “Exfoliation of Graphite,” in Thermal Expansion 7, Springer New York, New York, pp. 37-44, 1982.

K. Parvez et al., “Exfoliation of Graphite into Graphene in Aqueous Solutions of Inorganic Salts,” Journal of the American Chemical Society, vol. 136, no. 16, pp. 6083-6091, 2014.

D. D. L. Chung, “A review of exfoliated graphite,” Journal of Materials Science, vol. 51, no. 1, pp. 554-568, 2016.

M. Xiao et al., “Synthesis and properties of polystyrene/graphite nanocomposites,” in Polymer, Elsevier, vol. 43, no. 8, pp. 2245-2248, 2002.