Pengaruh Perubahan Ukuran Kristal Terhadap Performa Baterai Berair Cu-Zn

Latar Belakang. Peningkatan permintaan energi listrik yang diproyeksikan akan meningkat signifikan sehingga permintaan untuk baterai sekunder berskala besar menjadi opsional dengan harga dan keamanan sebagai faktor terpenting untuk komersialisasi listrik. Salah satu solusi yaitu baterai berair berbasis Cuprum-Zinc (Cu-Zn). Untuk mencapai kinerja komprehensif Cu-Zn berair yang memuaskan, eksplorasi baterai berair banyak dilakukan untuk mengembangkan potensi performa tinggi baterai. Penyesuaian ukuran kristal yang lebih kecil bermanfaat dalam peningkatan kinerja siklus yang tahan lama dan stabil. Tujuan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh perubahan ukuran kristalit dengan melakukan perbandingan antara kombinasi ukuran anoda dan katoda terhadap tegangan (V) dan arus (mA). Metode. Penelitian ini menggunakan serbuk Cu dan Zn dengan kemurnian >99,9% (Merck KGaA). Masing-masing sampel dilakukan penggilingan selama 0,5, 1, 2, 4, 8, 16, 20, 28, 32 dan 48 jam. Variasi waktu mengakibatkan degradasi ukuran kristal yang kemudian di kombinasikan antara katoda Cu dan anoda Zn. Ukuran kristal dianalisa melalui X-Ray Diffraction (Shimadzu XRD-700 MAXima). Uji performa data tegangan dan arus diukur setiap 10 menit selama 270 menit, dengan mengganti elektrolit setiap 90 menit. Hasil. Ukuran kristal secara umum mengalami degrasi seiring durasi waktu penggilingan terhadap sampel. Berdasarkan data XRD, sampel Cu terdegradasi dari 28,03 hingga 7,62 nm serta sampel Zn terdegradasi dari 25,12 hingga 5,26 nm. Berdasarkan data FTIR, diamati sejumlah gugus fungsi yang memiliki nilai absopsi tinggi pada ikatan Cu-O, C=O dan Zn-O. Dari hasil uji performa bahwa kombinasi elektroda Cu S10 dan Zn S7 dengan ukuran kristal kecil dan perubahan jarak antarkisi semakin merapat menunjukkan rata-rata tegangan yang stabil yaitu 0,86 V dan arus 1,87 mA. Kesimpulan. Penggilingan mekanik mendegrasi ukuran kristal sangat berpengaruh signifikan pada elektroda baterai. Ukuran kristal yang kecil memberikan performa baterai yang dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama dan stabil sehingga dapat dipertimbangkan untuk dikembangkan lebih lanjut guna menjadi solusi bagi permintaan energi listrik.