Sintesis Nanokomposit Oksida Logam Transisi Biner (CuO-ZnO)/Reduced Graphene Oxide sebagai Material Elektroda Superkapasitor

Abstract

Peningkatan kinerja elektroda ZnO/rGO dilakukan dengan menambahkan oksida logam transisi CuO sehingga dihasilkan elektroda komposit CuO-ZnO/rGO. CuO selain memiliki sifat pseudocapasitif yang baik, juga memiliki konstanta dielektrik dan kapasitansi spesifik teoritis yang tinggi dibanding oksida logam transisi lainnya. Metode hidrotermal satu-langkah berhasil digunakan untuk mensintesis komposit rGO, rGO-ZnO, rGO-CuO, dan rGO-(CuO-ZnO) sebagai bahan elektroda untuk superkapasitor. Peran (Cu,Zn)-oksida pada sifat fisik dan elektrokimia komposit diselidiki. Sifat fisik komposit dianalisis dengan difraksi sinar-X (XRD), mikroskop elektron pemindaian (SEM), inframerah transformasi Fourier (FTIR) dan spektroskopi Raman Spectroscopy. Analisis SEM menunjukkan partikel Zn-oksida dalam komposit memiliki bentuk berserat dengan benang nano (nano threads), bentuk seperti bunga-nano (nanoflowers-like) dan bola mikro (micro-spheres), sedangkan partikel oksida Cu memiliki bentuk nanoflakes dan oktahedron. Perilaku superkapasitor komposit sangat terkait dengan struktur mikronya. Sifat elektrokimia komposit (Cu,Zn)-oksida yang berbeda diselidiki melalui pengukuran pengisian-pelepasan galvanostatik (GDC) dalam elektrolit KOH 1M pada kerapatan arus konstan 0,17 A/g. Kehadiran ZnO, CuO, atau CuO-ZnO dalam elektroda dasar rGO dapat meningkatkan kapasitansi spesifik. Sisipan CuO, ZnO atau CuO-ZnO antara lembaran rGO secara signifikan meningkatkan kapasitansi spesifik dan kepadatan energi dari perilaku superkapasitor.