KAJIAN PEMURNIAN SULFUR ALAM DENGAN TEKNIK DISOLUSI-REKRISTALISASI UNTUK KEBUTUHAN APLIKASI KATODE BATERAI Li-S

FARIZ PRAMUDIA MAULANA, SAHRUL HIDAYAT

Abstrak


Kebutuhan akan baterai terus meningkat seiring dengan kemajuan teknologi mobile dan elektrifikasi kendaraan bermotor. Hal ini mendorong pencarian teknologi baterai alternatif, salah satunya adalah baterai litium-sulfur (Li-S) yang mendapatkan perhatian besar karena kepadatan energi teoretisnya mencapai ~2500 W·h kg-1 atau empat kali lebih besar dibanding baterai lithium-ion konvensional. Namun, baterai Li-S menghadapi tantangan dalam hal siklus hidup dan daya tahan baterai. Oleh karena itu, studi teknik pemurnian sulfur disolusi-rekristalisasi diusulkan untuk mendapatkan sulfur dengan kemurnian, yield, dan kristalinitas yang tinggi dengan distribusi ukuran partikel yang homogen dari bahan baku sulfur alam sebagai salah satu langkah untuk memenuhi persyaratan katoda baterai Li-S yang optimal. Sulfur yang dimurnikan memiliki kemurnian dan yield tertinggi pada variasi suhu pemanasan 100℃ yaitu sebesar 91,159% pada analisis energy dispersive spectroscopy (EDS), dan 97,530% pada analisis X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), dengan yield sebesar 18,698%. Sulfur yang dimurnikan memiliki derajat kristalinitas sebesar 75,620% yang diukur dengan menggunakan teknik analisis X-ray diffraction (XRD), serta rata-rata ukuran partikel sebesar 327,9 nm dengan sebaran ukuran yang masih heterogen yang diukur dengan particle size analyzer (PSA).
Kata kunci: baterai litium-sulfur, pemurnian sulfur, disolusi-rekristalisasi


Teks Lengkap:

PDF

Referensi


Z. Li, A. Khajepour, and J. Song. (2019). A Comprehensive Review of the Key Technologies for Pure Electric Vehicles. Energy,. vol. 182, pp. 824–839.

N. Nitta, F. Wu, J. T. Lee, and G. Yushin. (2015). Li-Ion Battery Materials: Present and Future. Mater. Today, vol. 18, no. 5, pp. 252–264.

Y. Miao, P. Hynan, A. Von Jouanne, and A. Yokochi. (2019). Current Li-Ion Battery Technologies in Electric Vehicles and Opportunities for Advancements. Energies, vol. 12, no. 6, pp. 1–20.

B. Liu et al. (2018). Revisiting Scientific Issues for Industrial Applications of Lithium–Sulfur Batteries,” Energy Environ. Mater., Vol. 1, no. 4, pp. 196–208.

B. Y. and J.-L. Y. Fu-Bao Wu. (2019). Technologies of Energy Storage Systems, in Grid-scale Energy Storage Systems and Applications. Elsevier. pp. 17–56.

P. Lens. (2009). Sulfur Cycle, in Encyclopedia of Microbiology. Elsevier. Vol. 37, no. 4–5, pp. 361–369.

L. Qie and A. Manthiram. (2016). High-Energy-Density Lithium–Sulfur Batteries Based on Blade-Cast Pure Sulfur Electrodes. ACS Energy Lett. Vol. 1, no. 1, pp. 46–51.

M. Hagen et al. (2012). Lithium-Sulphur Batteries - Binder Free Carbon Nanotubes Electrode Examined with Various Electrolytes. J. Power Sources. Vol. 213, pp. 239–248.

Y. Cui, M. Wu, C. Scott, J. Xie, and Y. Fu. (2016). A Binder-Free Sulfur/Carbon Composite Electrode Prepared by a Sulfur Sublimation Method for Li-S Batteries. RSC Adv. Vol. 6, no. 58, pp. 52642–52645.

X. Fan et al. (2018). A General Dissolution–Recrystallization Strategy to Achieve Sulfur-Encapsulated Carbon for an Advanced Lithium–Sulfur Battery. J. Mater. Chem. A. Vol. 6, no. 25, pp. 11664–11669.

X. Zhang et al. (2018). High-Performance Lithium Sulfur Batteries Based on Nitrogen-Doped Graphitic Carbon Derived from Covalent Organic Frameworks. Mater. Today Energy. Vol. 7, pp. 141–148, 2018.

J. G. Kim, Y. Noh, and Y. Kim. (2022). Highly Reversible Lithium-Sulfur Batteries with Nitrogen-Doped Carbon Encapsulated Sulfur Cathode and Nitrogen-Doped Carbon-Coated ZnS Anode. Chem. Eng. J. Vol. 435, p. 131339.

S. Suárez-Gómez et al.(2020). Effective Extraction of High Purity Sulfur from Industrial Residue with Low Sulfur Content. J. Mater. Res. Technol. Vol. 9, no. 4, pp. 8117–8124.

J. G. Speight. (2017). Properties of Inorganic Compounds, in Environmental Inorganic Chemistry for Engineers. Elsevier. 2017. pp. 171–229

S. Jay, P. Cézac, J. P. Serin, F. Contamine, C. Martin, and J. Mercadier. (2009). Solubility of Elemental Sulfur in Toluene between (267.15 and 313.15) K under Atmospheric Pressure. J. Chem. Eng. Data. Vol. 54, no. 12, pp. 3238–3241.

A. Khan et al. (2019). Influence of Fe Doping on the Structural, Optical and Thermal Properties of α -MnO 2 Nanowires. Mater. Res. Express. Vol. 6, no. 6, p. 065043.

D. D. Le Pevelen, (2016). X-Ray Crystallography of Small Molecules: Theory and Workflow. Encycl. Spectrosc. Spectrom. pp. 624–639




DOI: https://doi.org/10.24198/jme.v13i2.49988

Refbacks

  • Saat ini tidak ada refbacks.


##submission.copyrightStatement##

Jurnal Terindeks Oleh:
          
 
Statistik Kunjungan :