Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika

Sistem Kontrol Otomatis Toren Air Berbasis Internet of Things (IoT) pada Wisma ITERA

2025-09-30T04:33:23+00:00

This research aims to automatically control electric pumps and monitor the condition of the on/off position of electric pump equipment on the ITERA campus using a smartphone or website. This research also to implement an Automatic Water Tower Control System as part of efforts towards a Smart Green Campus at the Sumatra Institute of Technology (ITERA). This system is designed using the Internet of Things (IoT) concept to automatically control water pumps in the parking area and Wisma ITERA. The testing stages include laboratory scale, limited space scale, and field implementation to ensure the accuracy of system input, process and output parameters. It is hoped that the implementation of this system can help save electrical energy in the campus environment and solve problems related to water management at Wisma ITERA. These steps are part of ITERA's commitment to become an environmentally friendly science and technology center and prepare human resources who are ready to compete nationally and internationally.

Keywords: Automatic Control System, Water Tower

Rancang Bangun Alat Ukur Portabel Berbasis Internet of Things (IoT) Untuk Pengukuran Suhu dan Kelembapan Udara Serta Tanah

2025-09-30T05:31:36+00:00

Perubahan iklim global berdampak signifikan terhadap sektor pertanian, terutama pada parameter suhu dan kelembapan udara serta tanah yang memengaruhi pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu, diperlukan alat ukur yang mampu mengukur parameter-parameter tersebut secara akurat dan real-time. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan menguji alat ukur portabel berbasis Internet of Things (IoT) yang dapat mengukur suhu dan kelembapan udara serta tanah secara simultan. Alat ini menggunakan mikrokontroler NodeMCU ESP32 yang terintegrasi dengan sensor DHT22, DS18B20, dan Capacitive Soil Moisture Sensor v2.0. Data hasil pengukuran ditampilkan secara langsung melalui layar OLED dan dikirim secara real-time ke aplikasi Blynk sehingga dapat diakses melalui perangkat seluler. Proses kalibrasi dilakukan menggunakan metode regresi linear untuk meningkatkan akurasi pembacaan sensor terhadap alat ukur standar. Pengujian sistem dilakukan di tiga lokasi berbeda, yaitu Naikoten 1, BTN Kolhua, dan Penfui, dengan karakteristik lingkungan yang bervariasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat ini bekerja dengan baik, mampu melakukan pengukuran data secara akurat, serta memberikan kemudahan akses bagi pengguna. Alat ini berpotensi menjadi solusi praktis dalam mendukung pengelolaan pertanian berbasis data.

Kata kunci: internet of things, suhu, kelembapan, sensor, portabel.

Pengaruh Penambahan Ag Terhadap Struktur Kristal dan Sifat Optik Fe3O4, serta Variasi Massa Nanokomposit Fe3O4/Ag terhadap Karakteristik Kurva Surface Plasmon Resonance Menggunakan Metode Sintesis Hijau

2026-01-15T11:25:12+00:00

Surface plasmon resonance (SPR) phenomenon was observed using the Kretschmann configuration with a four-layer structure: prism/Au Thin Film/ Fe₃O₄/Ag/air, with Fe₃O₄/Ag nanocomposite mass variation of 0.025; 0.05; 0.075; and 0.1 gram. Fe₃O₄ which was then added with 100 mM Ag to become Fe₃O₄/Ag 100 mM nanocomposite was synthesized using green synthesis method, and then characterized by XRD and UV-Vis. XRD results showed the addition of Ag to Fe₃O₄ does not change the crystal structure of Fe₃O₄ directly, but causes an increase in crystallite size. UV-Vis results showed the absorbance spectrum shifted to longer wavelengths. Deposition of Au thin layer on the prism side using vacuum evaporator. Fe₃O₄/Ag was deposited on the Au thin film using spray method. For the initial configuration of prism/Au Thin Film/air, the SPR angle (θ_SPR) of 45.67º was obtain with a minimum reflectance (R_min) of 0.4208. After the addition of Fe₃O₄/Ag with each mass, the SPR angle (θ_SPR) shifted to 45.98º; 46.38º; 46.75º; and 46.77º with a minimum reflectance (R_min) of 0.5645; 0.6977; 0.7239; and 0.7663. The resulting angular shifts were 0.31º; 0.71º; 1.08º; and 1.11º. The results show that the addition of Fe₃O₄/Ag to the Au thin layer causes a shift in the SPR angle towards a larger incident angle, as well as increasing the minimum reflectance value. The greater the mass of nanocomposite added, the greater the SPR angle shift that occurs.

Keywords: Fe3O4/Ag nanocomposite, green synthesis, surface plasmon resonance (SPR), UV-Vis, XRD.

Identifikasi Kadar Karbondioksida sebagai Indikator Pemanasan Global berdasarkan data Global Atmosphere Watch (GAW) Bukit Kototabang

2025-04-30T12:49:17+00:00

Pemanasan global adalah isu lingkungan yang mendesak, terutama akibat peningkatan kadar karbon dioksida (CO ₂ ) di atmosfer yang memperkuat efek rumah kaca. Pemanasan global merupakan fenomena yang menjadi perhatian penting karena aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan deforestasi terus meningkatkan emisi CO ₂ . Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi kadar CO ₂ sebagai indikator pemanasan global dalam kurun waktu lima tahun terakhir (2019–2023). Data penelitian yang diperoleh dari Stasiun Global Atmospheric Watch (GAW) Bukit Kotatabang, meliputi CO ₂ , SO ₂ , NO ₂ , dan suhu udara rata-rata bulanan. Data tersebut dianalisis menggunakan metode deskriptif dan kuantitatif. Hasil penelitian menunjukkan tren peningkatan kadar CO ₂ selama 5 tahun (2019-2023) terutama akibat aktivitas manusia. Kadar CO ₂ cenderung lebih tinggi selama musim hujan pada akhir hingga awal tahun dengan rata-rata 423,01 ppm dibandingkan saat musim panas (Mei-Juli) hanya mencapai 419,49 ppm. Gas lain seperti SO ₂ dan NO ₂ juga menunjukkan hal yang sama. Pada musim hujan (Jan-Feb) SO ₂ meningkat mencapai rata-rata 4,79 ppb dan NO ₂ mencapai 0,26 ppb. Analisis regresi menunjukkan bahwa suhu udara, SO₂, dan NO₂ memiliki pengaruh yang relatif kecil terhadap kadar CO₂, dengan koefisien determinasi masing-masing sebesar 2,66%, 2,27%, dan 3,36%. Hasil penelitian ini menyatakan bahwa peningkatan kadar CO₂ di atmosfer berkaitan erat dengan pemanasan global dan perubahan lingkungan, sehingga diperlukan upaya mitigasi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca di Stasiun GAW Bukit Tinggi.

Kata kunci: Karbondioksida; Pemanasan Global; Stasiun GAW Bukit Kotatabang

Sifat Mekanik Edible film Berbasis Kitosan : Optimasi dengan Penambahan Karbosimetil Selulosa

2025-03-04T13:13:02+00:00

Edible film menjadi salah satu alternatif kemasan pangan yang dapat mengatasi permasalahan lingkungan diakibatkan dengan limbah plastik dengan keunggulan aman dan dapat dimakan. Kitosan merupakan jenis polisakarida yang bersumer dari produk laut dari kelompok crustacea yang dapat digunakan sebaga bahan dasar pembuatan film yang baik. Namun, edible film dari kitosan memiliki sifat yang rapuh, sehingga perlu dikombinasikan dengan jenis polisakarida yang lain yaitu selulosa dari carboxymethyl cellulose (CMC) untuk meningkatkan kerapatan ikatan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan CMC terhadap sifat mekanik edible film yang dibuat dari kitosan 2%, CMC 0,5%, dan gliserol 0,5% dengan variasi rasio volume kitosan:CMC yaitu 1:0,05, 1:0,1, 1:0,2. Karakteristik edible film diuji dalam penelitian kelarutan, ketebalan film, kekuatan tarik, elongasi, dan uji biodegradabel. Perbandingan rasio volume kitosan : CMC 1:0,2 menghasilkan edible film dengan ketebalan film sebesar 0,1025 mm, kuat tarik 4,5787 mPa , elongasi 136,7478% yang memenuhi standar Japanese Industrial Standard (JIS) dan mudah terdegradasi di dalam tanah.

Kata kunci: edible film , kitosan, cmc, mekanik.

Pengaruh Variasi Komposisi Aerogel Silika Terhadap Sifat Fisis Pada Pembuatan Biofoam

2025-09-30T04:35:35+00:00

Biofoam is a type of bioplastic that can be used as an alternative packaging product to replace styrofoam. Biofoam still has a high value of water absorption, so silica aerogel is added as a hydrophobic agent. The purpose of this study was to determine the effect of adding silica aerogel to the functional groups of biofoam, crystal structure, density and water absorption. The method used in this research is thermopressing. The thermopressing method is a method where all the ingredients, started from fiber, starch, silica aerogel and PVA, were mixed to form a dough and then pressed for 3 minutes at 150℃ using a thermopressing tool. In relation to the characteristic results obtained from the FTIR analysis, it was found the presence of silica aerogel functional groups at wave numbers 1058.60 cm^-1 and 925.83 cm^-1. Apart from silica, the functional groups of cellulose and starch are also found. Furthermore, the results of the crystal structure analysis found silica and cellulose phases with different phase weight percent values. Where the weight percent of the phase for silica increases and the weight percent for the cellulose phase decreases with the addition of silica composition. The results of the physical density test showed that the density value decreased with increasing silica composition. The results of the analysis of water absorption show that the value of water absorption increases with increasing silica composition, this is because silica has morphological properties in the form of an ultraporous solid material that is able to absorb more water, and the phase separation method is not carried out on silica to obtain silica. with high hydrophobic properties.

Keywords: Biofoam, silica airgel, water absorption

Analisis Distribusi Tekanan dan Kecepatan dalam Pipa Elbow Menggunakan Computational Fluid Dynamics

2025-11-10T14:38:16+00:00

Belokan pipa (elbow) sering menjadi titik krusial dalam sistem perpipaan karena dapat menyebabkan penurunan tekanan dan ketidakteraturan aliran fluida. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis distribusi tekanan dan kecepatan fluida yang dipengaruhi oleh kombinasi variasi sudut belokan 90°, 60°, dan 45° dan kecepatan inlet 1 m/s, 3 m/s, dan 5 m/s. Simulasi dilakukan menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD), dengan pembuatan geometri di FreeCAD dan pemodelan numerik di ANSYS Fluent menggunakan model turbulensi realizable k–ε. Hasil simulasi menunjukkan bahwa distribusi tekanan tertinggi terjadi di sisi luar belokan, sedangkan sisi dalam mengalami tekanan paling rendah. Penurunan tekanan terbesar sebesar 15552,25 Pa terjadi pada elbow 90° dengan kecepatan inlet 5 m/s. Selain itu, distribusi kecepatan menujukkan aliran sekunder yang semakin kuat pada sudut belokan yang lebih besar dan kecepatan aliran yang lebih tinggi, yang menyebabkan ketidakseragaman aliran. Temuan ini menunjukkan bahwa sudut belokan dan kecepatan inlet sangat memengaruhi distribusi aliran dan kerugian tekanan, sehingga keduanya perlu dipertimbangkan secara simultan dalam desain sistem perpipaan untuk meningkatkan efisiensi dan kestabilan aliran.

Kata kunci: Geometri elbow, distribusi tekanan, distribusi kecepatan, Computational Fluid Dynamics (CFD).

Peningkatan Stabilitas Citra Laser Speckle Imaging Portabel Non-Destruktif melalui Reduksi Noise Berbasis Silicon Rubber

2025-09-30T04:52:22+00:00

Laser Speckle Imaging (LSI) merupakan teknik pencitraan non-destruktif yang mampu menangkap variasi mikrostruktur permukaan melalui pola spekel yang terbentuk akibat hamburan cahaya koheren. Metode ini banyak diaplikasikan dalam bidang medis, material, hingga pangan karena karakteristiknya yang cepat, portabel, dan tidak merusak sampel. Tantangan utama pada penerapan LSI terletak pada kestabilan pola spekel yang sangat sensitif terhadap noise, baik yang berasal dari getaran mekanik maupun fluktuasi lingkungan. Kestabilan pola berperan penting dalam menjaga akurasi interpretasi data, sehingga diperlukan strategi peredaman yang efektif. Penelitian ini difokuskan pada evaluasi ketebalan silicon rubber sebagai lapisan peredam untuk meningkatkan stabilitas citra spekel. Variasi ketebalan yang diuji mencakup 0 mm, 1 mm, 2 mm, dan 3 mm. Parameter utama berupa kontras spekel, intensitas rata-rata, dan standar deviasi dihitung, kemudian hasilnya dianalisis menggunakan Principal Component Analysis (PCA) untuk menentukan ketebalan optimal. Hasil menunjukkan bahwa ketebalan 2 mm menghasilkan stabilitas citra terbaik pada kondisi tanpa gangguan maupun dengan gangguan. Pola spekel pada ketebalan ini menampilkan distribusi kontras yang konsisten serta klaster PCA yang rapat, menandakan noise dapat ditekan secara efektif tanpa kehilangan detail mikrostruktur. Berdasarkan hasil pengolahan citra spekel menggunakan MATLAB dan ImageJ, nilai error pada setiap ketebalan peredam silicon rubber diperoleh sebesar 0,099–0,011% untuk 0 mm, 0,158–0,005% untuk 1 mm, 0,013–0,004% untuk 2 mm, dan 0,004–0,003% untuk 3 mm, yang menunjukkan konsistensi hasil dengan selisih error di bawah 0,2%. Temuan ini membuktikan bahwa silicon rubber 2 mm mampu meningkatkan rasio sinyal terhadap noise sekaligus menjaga kualitas citra spekel, sehingga berpotensi memperkuat keandalan LSI sebagai metode pencitraan non-destruktif yang cepat, portabel, dan aplikatif pada berbagai bidang aplikasi.

Kata kunci: Laser Speckle Imaging, Principal Component Analysis, Noise, Silicon rubber

Karakterisasi Absorbansi Material Expanded Polystyrene (Eps) Menggunakan Spektrofotometer Uv-Vis

2025-09-30T04:39:47+00:00

Expanded Polystyrene (EPS) merupakan polimer termoplastik yang banyak digunakan karena sifatnya yang ringan, tahan kimia, dan mampu menyerap serta mentransmisikan radiasi elektromagnetik, termasuk cahaya tampak dan ultraviolet. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh suhu pemanasan terhadap sifat optik EPS, khususnya nilai absorbansi dan indeks bias, dalam konteks aplikasinya sebagai material inti pandu gelombang optik. Tiga sampel EPS disiapkan: tanpa pemanasan, serta dipanaskan masing-masing pada suhu 150 °C dan 220 °C. Proses fabrikasi melibatkan pelarutan EPS dalam toluena, dilanjutkan dengan aplikasi larutan ke kaca objek, dan karakterisasi dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada rentang panjang gelombang 200-1200 nm. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pemanasan EPS pada 150 °C menurunkan absorbansi UV dan meningkatkan kekakuan material, sementara pemanasan pada 220 °C menyebabkan peningkatan kembali absorbansi akibat pembentukan gugus kromofor, namun menurunkan fleksibilitas material. Sampel tanpa pemanasan menunjukkan absorbansi tertinggi dan indeks bias terbesar (n ≈ 1.59), serta fleksibilitas yang optimal. Berdasarkan hasil ini, EPS tanpa pemanasan dinilai paling layak untuk diaplikasikan sebagai material inti dalam sistem pandu gelombang optik berbasis polimer.

Kata kunci: Expanded Polystyrene (EPS), Indeks Bias, Spektroskopi, UV-Vis

Komparasi Phantom Berbasis Agar dan Minyak dalam Pengujian Vertical Distance dan Horizontal Distance pada Perangkat USG

2026-01-21T13:21:25+00:00

Ultrasound phantom is an important tool in simulation, training, and calibration of ultrasound devices. This study aims to compare the performance of agar and oil-based ultrasound phantoms using vertical distance and horizontal distance parameters. Both types of phantoms are made by embedding test objects in the form of nylon ropes in their respective media. Evaluation is carried out by measuring the vertical and horizontal distances displayed on the ultrasound image, then compared with the actual distance. The results show that the oil phantom produces measurement deviations that are still within acceptable tolerance limits. The oil-based phantom shows more stable and accurate results. Thus, the oil-based phantom is considered superior and more recommended for use in simulation and testing of ultrasound devices.

Keywords: USG phantom, vertical distance, horizontal distance, agar-based phantom, oil-based phantom.

Pengaruh Variasi Suhu terhadap Kekuatan Tarik Komposit Serat Daun Pandan Duri (Pandanus tectorius) dengan Poliester sebagai Matriks

2025-09-22T08:22:09+00:00

Telah dibuat komposit serat daun pandan duri (pandanus tectorius) dengan poliester sebagai matriks menggunakan metode perendaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi suhu terhadap kekuatan tarik, morfologi dan mikrostruktur serta distribusi serat komposit serat daun pandan duri.

Dalam penelitian ini variasi suhu yang digunakan yaitu 35, 40, 45 °C serta tanpa pemanasan. Hasil

pengujian tarik menunjukkan bahwa suhu pemanasan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan tarik komposit serat. Kekuatan tarik tertinggi terjadi pada komposit dengan variasi suhu pemanasan 35 °C sebesar 32.92 MPa, diikuti oleh variasi suhu pemanasan 40 °C sebesar 21.84 MPa, lalu pada variasi tanpa

suhu pemanasan sebesar 20 MPa, serta pada variasi suhu pemanasan 45 °C sebesar 2.45 MPa. Analisis

morfologi dan mikrostruktur komposit serat menggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan bahwa distribusi serat cukup merata dengan baik di dalam matriks poliester namun cenderung terkonsentrasi pada area tertentu serta terdapat beberapa void dan retakan di sekitar serat yang dapat mempengaruhi kekuatan mekanik material. Berdasarkan analisis Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS) menunjukkan bahwa elemen yang paling dominan pada komposit serat adalah karbon (C) dan juga oksigen (O). namun terdapat beberapa elemen lain yang seperti alumunium (Al), silika (Si), kalsium (Ca), natrium (Na) dan juga magnesium (Mg) yang bisa berasal dari kandungan alami serat ataupun pengotor. Suhu pemanasan 35 °C dianggap sebagai kondisi terbaik untuk menghasilkan komposit dengan kekuatan mekanik yang baik. Secara ilmiah, temuan ini memberikan dasar pemilihan kondisi pemanasan serat yang optimal untuk meningkatkan kualitas ikatan serat–matriks dan meminimalkan cacat mikro (void/retakan) pada komposit serat alam, sehingga relevan sebagai rujukan pengembangan komposit ramah lingkungan dengan performa mekanik yang lebih stabil.

Kata kunci: komposit serat alam, resin poliester, uji tarik, analisis mikrostruktur.

Evaluasi Penyebab Terjadinya Hilang Fluida Pemboran Pada Sumur HWF-12

2025-02-05T15:48:18+00:00

Sumur HWF-12, yang berlokasi di Kabupaten Muara Enim, Sumatera Selatan, merupakan salah satu kasus kehilangan lumpur pemboran pada trayek 8 ½’’ di kedalaman 1388 m-MD hingga 2473 m-MD. Untuk mengidentifikasi penyebab masalah ini, dilakukan berbagai analisis, termasuk perhitungan tekanan formasi, tekanan hidrostatik, tekanan rekah formasi, serta Equivalent Circulating Density (ECD). Berdasarkan hasil analisis, kehilangan lumpur di sumur ini tidak dipicu oleh tekanan lumpur yang melebihi batas rekah formasi, melainkan oleh tekanan hidrostatik lumpur yang lebih rendah dibandingkan tekanan rekah formasi. Permasalahan ini berakar pada karakteristik geologi unik dari formasi Talang Akar, yang memiliki pori-pori besar dan struktur formasi menyerupai rongga atau gua. Tantangan ini memerlukan metode penanggulangan yang tepat untuk menghindari kehilangan lumpur lebih lanjut. Beberapa metode yang dapat digunakan meliputi penambahan Lost Circulation Material (LCM), pemboran buta (Blind Drilling), dan pemboran bertekanan rendah (Aerated Drilling). Di sumur HWF-12, tindakan penanggulangan dilakukan dengan menambahkan Lost Circulation Material (LCM) ke dalam lumpur pemboran. Material yang digunakan mencakup CaCO₃ F, CaCO₃ M, CaCO₃ C, Fracseal, dan Stoploss, yang bertujuan menyumbat rongga-rongga besar pada formasi. Pendekatan ini terbukti efektif dalam mengatasi masalah kehilangan lumpur. Penggunaan LCM yang tepat serta strategi penanganan yang sesuai tidak hanya berhasil mengatasi masalah kehilangan lumpur pada Sumur HWF-12, tetapi juga meningkatkan efisiensi pemboran. Selain itu, pendekatan ini membantu mengurangi potensi biaya tambahan yang mungkin timbul akibat kehilangan lumpur selama proses pemboran.

Kata kunci: hilang lumpur, LCM, tekanan formasi, tekanan rekah formasi, tekanan hidrostatik

Sistem Monitoring Kualitas Air Tambak Budidaya Udang Litopanaeus vannamei Menggunakan NodeMCU ESP32 Berbasis IoT

2024-10-07T01:49:21+00:00

Abstract. In this research a water quality monitoring system was designed that is capable of monitoring temperature, pH, and Total Dissolve Solid (TDS) using an Internet of Things (IoT)-based NodeMCU ESP32 in the water quality of Litopenaeaus vannamei shrimp ponds. In this study, E201-C BNC Kit version pH sensor, DFRobot TDS sensor and DS18B20 waterproof sensor controlled by ESP32 microcontroller were used. The working principle of this system is that when the sensor is inserted into the shrimp pond, the sensor will detect the water quality. The measurement result will be processed by ESP32 and displayed on LCD and telegram. The telegram application can receive data when measuring using the long poll method. The sensor test mechanism is carried out by comparing the sensor reading with a calibrated device. E201-C BNC version Kit pH sensor tests were conducted using an acid (vinegar) solution, a DFRobot TDS sensor with a TDS-3 meter, and a DS18B20 waterproof sensor using an HTC-2 thermometer. The results of the study show that the sensor can detect pH, TDS, and temperature values with an accuracy of 98.87%, 98.33% and 98.73% for each parameter.

Keywords: ESP32, water quality, monitoring system, shrimp pond, telegram.

Pengaruh Suhu Sintering Terhadap Morfologi Dan Bandgap Nanokomposit Fe3o4/Sio2/Tio2 Dengan Metode Kopresipitasi

2025-11-10T15:27:04+00:00

Fe₃O₄, TiO₂, and SiO₂ nanocomposite materials have been extensively investigated for their potential in various physical and environmental applications, particularly in the photocatalytic degradation of textile wastewater containing toxic organic dyes such as Methylene Blue. This study aims to determine the effect of sintering temperature on the morphology and bandgap energy of Fe₃O₄/TiO₂/SiO₂ nanocomposites synthesized using the coprecipitation method. The synthesized samples were subjected to sintering at temperatures of 500 °C, 550 °C, and 600 °C. Characterization was performed using Scanning Electron Microscopy (SEM) to observe morphological changes and Ultraviolet–Visible (UV–Vis) spectrophotometry to determine the bandgap energy. The SEM results revealed that higher sintering temperatures led to increased agglomeration and grain size, with the dominant particle size ranging between 0.22 µm and 0.24 µm. Furthermore, an increase in grain size correlated with a slight rise in bandgap energy from 2.35 eV to 2.37 eV, attributed to the widening separation between the valence and conduction bands. Among all samples, the FST500 nanocomposite (sintered at 500 °C) exhibited the most optimal properties, characterized by smaller agglomeration, finer grain size, and lower bandgap energy. These findings demonstrate that sintering temperature plays a crucial role in controlling the structural and optical properties of Fe₃O₄/TiO₂/SiO₂ nanocomposites for potential photocatalytic applications in wastewater treatment.

Keywords: Fe₃O₄/TiO₂/SiO₂, Coprecipitation, Sintering Temperature, Morphology, Bandgap Energy

Evaluasi Kinerja Elektrokimia Katoda LiFePO4 dengan Variasi Aditif Graphene Oxide, Reduced Graphene Oxide dan Koloid Nanopartikel Perak (AgNP)

2025-09-30T04:42:15+00:00

The low electronic conductivity of Lithium Iron Phosphate (LFP) cathodes presents a major challenge for their application in lithium-ion batteries. This research aims to enhance the electrochemical performance of LFP by comparing the effects of three different conductive additives: Graphene Oxide (GO), reduced Graphene Oxide (rGO), and a Silver Nanoparticles (AgNP) composite. GO was synthesized from graphite powder via a modified Hummers’ method, followed by the fabrication of three cathode variations. Material characterization was performed using X-Ray Diffraction (XRD), UV-Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-DRS), and Cyclic Voltammetry (CV). XRD analysis confirmed the successful synthesis of GO, evidenced by the shift of the main diffraction peak from 26.24° in graphite to 9.80° in GO. Band gap (Eg) analysis from UV-DRS data showed that the addition of rGO and the AgNP effectively reduced the Eg value to 2.91 Ev and 2.73 Ev, respectively, from the initial value of 3.10 Ev for the LFP+GO sample. Electrochemical tests indicated that the LFP+rGO cathode exhibited the most significant current response, achieving the highest specific capacitance of 5.0 F/g at a scan rate of 5 Mv/s. These results confirm that rGO is the most effective additive among the three variations for enhancing the electrochemical properties of LiFePO4 cathodes.

Keywords: LiFePO₄, Graphene Oxide, Reduced Graphene Oxide, Silver Nanoparticles, Specific Capacitance.