.JPG)
Superkapasitor merupakan salah satu teknologi penyimpanan energi yang efisien. Berdasarkan mekanisme penyimpanan energi, superkapasitor dibagi menjadi tiga tipe, yaitu kapasitor dengan dua lapisan elektrik / electric double-layer capacitors (EDLCs), pseudokapasitor dan hybrid superkapasitor (Forouzandeh et al., 2020). Hybrid superkapasitor memberikan keuntungan berupa tingginya densitas energi, umur pemakaian yang panjang dan pengisian daya yang rendah. Konstruksi dari masing-masing tipe superkapasitor dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.
Konstruksi superkapasitor (a) Kapasitor dengan Dua Lapisan Elektrik (EDLC), (b) Pseudokapasitor (c) Hybrid Superkapasitor (Forouzandeh et al., 2020)
Berdasarkan Gambar 1 di atas, terdapat kapasitor EDLC dan dua jenis superkapasitor lainnya. Perbedaan antara superkapasitor dengan kapasitor jika diamati dari konstruksinya seperti pada Gambar 2 di bawah ini. Terlihat bahwa superkapasitor dan kapasitor memiliki komponen yang sama, yaitu adanya elektroda sebagai media yang dilalui potensial listrik dan elektrolit sebagai sumber muatan berupa ion-ion yang tersimpan di pori-pori elektroda. Perbedaan yang paling mendasar yaitu pada superkapasitor, terdapat pori-pori yang menyimpan ion-ion elektrolit.
Konstruksi Kapasitor (a) dan Superkapasitor (b) (Abimanyu et al., 2021)
Elektroda memiliki fungsi sebagai media yang dilalui potensial listrik dan elektrolit, di mana elektrolit berperan sebagai sumber muatan berupa ion-ion. Material elektroda yang biasa digunakan untuk aplikasi superkapasitor berupa karbon berpori, polimer koduktivitas, metal hidroksida, dan metal oksida (Forouzandeh et al., 2020). Pada umunya, pori tersebut berukuran nano sehingga luas permukaan mencapai di atas 1000 m2/g. Pori-pori inilah yang dapat menyimpan ion-ion elektrolit (Abimanyu et al., 2021). Oleh sebab itu elektroda sangat berpengaruh terhadap konduktivitas superkapasitor.
Elektrolit terbagi menjadi tiga jenis, yaitu elektrolit yang berupa larutan, organik, dan ion liquid. Elektrolit merupakan salah satu komponen krusial yang sangat berpengaruh terhadap konduktivitas superkapasitor. Hal ini dikarenakan interaksi antara elektrolit dan elektroda pada proses elektrokimia signifikan berpengaruh terhadap keaktifan material. Oleh karenanya, pemilihan elektrolit yang tepat menjadi pertimbangan untuk memperoleh performa kapasitor yang maksimal. Akan tetapi, permasalahan yang muncul yaitu belum ditemukan elektrolit yang mampu bekerja secara maksimal. Seperti misalnya, penggunaan jenis elektrolit larutan menghasilkan konduktivitas dan kapasitansi yang tinggi, tetapi rendah kerapatan energinya dan memiliki permasalahan terhadap stabilitas siklusnya (Pal et al., 2019).
Sama halnya dengan elektroda dan elektrolit, separator juga merupakan komponen vital pada superkapasitor. Separator bertindak sebagai komponen yang mengatur aliran ion dan mengisolasi aliran listrik sehingga aplikasi superkapasitor dalam hal ini kinerja elektrokimianya menjadi aman. Separator harus memiliki sifat diantarnya:
1. Tipis dan dapat menghantarkan listrik dan mencegah terjadinya arus singkat.
2. Material yang baik dibuktikan dengan stabilitas elektrokimia pada elektrolit yang digunakan.
3. Interaksi antara elektrolit dengan elektroda menjadi lebih tinggi.
Separator dengan ukuran pori makro terbuat dari (poly)ninylidene fluoride) atau yang sering disingkat dengan PVDF. Beberapa separator lainnya yang digunakan untuk aplikasi superkapasitor seperti polietilen (PE), PVDF-HFP, poli(vinil klorida) (PVC), poli(etilen glikol) (PEG) dan poli(etilen oksida) (PEO).
Rangkaian superkapasitor seperti yang terlihat pada Gambar 3 terdiri dari susunan komponen yakni elektroda, separator dan elektrolit. Superkapasitor yang telah selesai di fabrikasi terlihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Susunan Lapisan Superkapasitor
Superkapasitor yang telah difabrikasi dilakukan pengujian untuk mengamati perbandingan antara nilai kapasitansi dengan durasi lampu menyala. Berikut di bawah ini data pengaruh nilai kapasitansi (µF) terhadap durasi lampu menyala (menit) yang ada pada Tabel 1 di bawah ini.
Pengamatan dilakukan dengan perbandingan antara nilai kapasitansi dan durasi lampu menyala.
Tabel 1. Nilai Kapasitansi vs Durasi Lampu Menyala
|
Nilai Kapasitansi (µF) |
Durasi Lampu Menyala (menit) |
|
1,5 |
125 |
|
2,1 |
133 |
|
2,4 |
161 |
|
2,7 |
169 |
|
2,9 |
174 |
Terlihat bahwa nilai kapasitansi mempengaruhi durasi lampu menyala, yakni semakin tinggi nilai kapasitansi yang dihasilkan maka durasi lampu menyala juga akan semakin lama. Hal ini sesuai dengan yang diutarakan oleh (Basri & Irfan, 2018), bahwa semakin besar kapasitansi, maka akan semakin besar pula muatan yang dapat disimpan, dan akan semakin lama pula waktu pengosongan daya.
1. Mengetahui performa superkapasitor dalam hal penyimpanan daya.
2. Memberikan wawasan yang berkaitan mengenai superkapasitor sebagai piranti penyimpanan daya.
3. Artikel ini dapat memberikan informasi mengenai pengaruh nilai kapasitansi terhadap daya yang disimpan.
4. Memberikan wawasan terkait nilai kapasitansi terhadap waktu yang dibutuhkan untuk proses pengosongan daya.