REVIEW: TEKNOLOGI TERKINI PEMANFAATAN MANGAN … Apridayani.pdfBahan baku pembuatan baterai sendiri sangat banyak, yakni litium, zink, mangan, dan nikel .Mangan dioksida (MnO 2) menjadi

REVIEW: TEKNOLOGI TERKINI PEMANFAATAN MANGAN SEBAGAI

BAHAN BAKU PEMBUATAN BATERAI UNTUK KENDARAAN LISTRIK

Lusiana Apridayani & Mulia Nur Oktaviani

UNIVERSITAS PERTAHANAN INDONESIA

FAKULTAS MANAJEMEN PERTAHANAN

PROGRAM STUDI KETAHANAN ENERGI

BOGOR

2020

REFERENSI

[1] Mustofa. 2018. Analisis Pengaruh Proses Sintering Terhadap Struktur Bijih Mangan yang Berasal Dari Nagari Aie Ramo, Kecamatan Kamang Baru, Kabupaten Sijunjung.

Padang. Jurnal Fisika Unand Vol. 7 No. 3

[2] Edisi Keenam, Alih Bahasa oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Jakarta : Erlangga Kementrian ESDM. 2015. Indonesia Mineral and Coal Information 2015,

Departemen Jenderal Mineral dan Batubara, Hal: 5.

[3]Badan Pusat Statistik, 2016,Provinsi Sumatera Barat Dalam Angka, hal 546.

[4] B. D. DESAI, J. B. FERNANDES, and V. N. K. DALAL, “ChemInform Abstract: Manganese Dioxide - a Review of a Battery Chemical. Part 2.

Solid State and Electrochemical Properties of Manganese Dioxides,” Chem. Informationsd., 1986, doi: 10.1002/chin.198616378.

[5] K. Tamura, T. Horiba, T. Iwahori, J. Power Sources 81–82 (1999) 156.

[6] T. Horiba, M. Kosei, K. Takahashi, et al., in: Proceedings of the Fortyfirst Battery Symposium, Japan, vol. 3C13, 2000, p. 354.

[7] Mathew, V.; Lim, J.; Kang, J.; Gim, J.; Rai, A. K.; Kim, J. Electrochem. Commun. 2011, 13, 730−733.

[8] Chae, E.; Gim, J.; Song, J.; Kim, S.; Mathew, V.; Han, J.; Boo, S.;Kim, J. RSC Adv. 2013, 3, 26328−26333

[9] M. H. Alfaruqi et al., “Electrochemically induced structural transformation in a γ-MnO2 cathode of a high capacity zinc-ion battery system,” Chem. Mater., 2015, doi:

10.1021/cm504717p

[10]KJ Euler dan H Mueller-Helsa, J Power Sources, 4 (1979) 77

[11] M. Parodi, C.R. Acad. Sci., 20 (1937) 205.

[12] P Faber, Chem -Zng -Tech, 49 (1977) 333

[13] J. A. Lee, C. E. Newnham and F. L. Tye, J. Colloid Interface Sci., 42 (1973) 372.

[14] F. L. Tye, in M. Barak (ed.), Primary Batteries for Civilian Use: Electrochemical Power Sources, Peter Peregrinus, London, 1980, p. 117.

[15] F A Juhan,J Am Chem Sot, 15 (1983) 113

2

[

REFERENSI

[16] J. B. Fernandes, B. D. Desai, and V. N. K. Dalal, “Manganese dioxide - a review of a battery chemical part I. Chemical syntheses and x-ray diffraction studies of manganese

dioxides,”J. Power Sources, 1985, doi: 10.1016/0378-7753(85)80075-6.

[17] C. Xu, B. Li, H. Du, F. Kang, Energetic Zinc Ion Chemistry: The Rechargeable Zinc Ion Battery, Angew. Chem. Int. Ed 51 (2012) 933-935.

[18] J. Hao et al., “Electrochemically induced spinel-layered phase transition of Mn3O4 in high performance neutral aqueous rechargeable zinc battery,”Electrochim. Acta, 2018, doi: 10.1016/j.electacta.2017.10.166.

[19] R. Farzana, K. Hassan, and V. Sahajwalla, “Manganese oxide synthesized from spent Zn-C battery for supercapacitor electrode application,”Sci. Rep., 2019, doi: 10.1038/s41598-019-44778-z.

[20]MH Alfaruqi, V. Mathew, J. Gim, S. Kim, J. Song, JP Baboo, SH Choi, J. Kim,

Chem. Mater. 27 (2015) 3609 –3620 .

[21] TR Juran, J. Young, M. Smeu, J. Phys. Chem. C 122 (2018) 8788 –8795 .

[22] C. Zhu et al., “Electrochemically induced cationic defect in MnO intercalation cathode for aqueous zinc-ion battery,” Energy Storage Mater., 2020, doi:

10.1016/j.ensm.2019.07.030.

[23] N. Zhang, F. Cheng, J. Liu, L. Wang, X. Long, X. Liu, F. Li, J. Chen, Nat. Commun. 8 (2017) 405.

[24] B. Lee, H.R. Lee, H. Kim, K.Y. Chung, B.W. Cho, S.H. Oh, Chem. Commun. 51 (2015) 9265–9268.

[25] C. Xu, B. Li, H. Du, F. Kang, Angew. Chem. 51 (2012) 933–935.

[26] Nam, K. W., Kim, S., Lee, S., Salama, M., Shterenberg, I., Gofer, Y., et al. (2015). The high performance of crystal water containing manganese birnessite cathodes for magnesium

batteries. Nano. Lett. 6, 4071–4079. doi:10.1021/acs. nanolett.5b01109

[27] Sun, X., Duffort, V., Mehdi, B. L., Browning, N. D., and Nazar, L. F. (2016). Investigation of the mechanism of Mg insertion in birnessite in nonaqueous and aqueous rechargeable

Mg-ion batteries. Chem. Mater. 28, 534–542. doi:10.1021/acs.chemmater.5b03983

[28] Mizuno, F., Singh, N., Arthur, T. S., Fanson, P. T., Ramanathan, M., Benmayza, A., et al. (2014). Understanding and overcoming the challenges posed by electrode/ electrolyte

interfaces in rechargeable magnesium batteries. Front. Energy Res. 2:46–56. doi:10.3389/fenrg.2014.00046

[29]M. P. Bichat et al., “Redox-Induced Structural Change in Anode Materials Based on Tetrahedral (MPn4)x- Transition Metal Pnictides,” Chem. Mater., 2004, doi: 10.1021/cm035101l.

[30]T. Horiba, K. Hironaka, T. Matsumura, T. Kai, M. Koseki, and Y. Muranaka, “Manganese type litium ion battery for pure and hybrid electric vehicles,” 2001,

doi: 10.1016/S0378-7753(01)00599-7.

[31]T. Horiba, K. Hironaka, T. Matsumura, T. Kai, M. Koseki, and Y. Muranaka, “Manganese-based litium batteries for hybrid electric vehicle applications,” 2003,

doi: 10.1016/S0378-7753(03)00202-7. 3

Ou

r Te

am

Lusiana Apridayani, S. ST

Mulia Nur Oktaviani, S. IP

Palembang, 16 April 1995

D4 Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya

Mahasiswa Pascasarjana Ketahanan Energi

Universitas Pertahanan Indonesia

Banjarnegara, 24 Oktober 1993

S1 Ilmu Hubungan Internasional Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Mahasiswa Pascasarjana Ketahanan Energi

Universitas Pertahanan Indonesia

4

GENERAL OVERVIEW

1PENDAHULUANLatar belakang teknologi pemanfaatan Mangan

2BAHAN DAN METODEPenelitain dari berbagai jurnal dengan metode

analisis data

3HASIL DAN PEMBAHASAN

Perkembangan teknogi baterai dan Mangan

4PENUTUPKesimpulan dan Saran

5

1. PENDAHULUANPotensi Mangan

Manfaat mangan sangat

banyak, diantaranya sebagai

bahan antikarat dan baterai

alkali, perangkat elektronik,

produksi superkapasitor, bahan

baku industri baja, depolarizer

sel kering baterai, reagent

laboratorium, dan pencelupan

tekstil.

Mendorong akan berkembangnya teknologi, termasuk pada teknologi kendaraan

listrik. Pemanfaatan minyak mentah sebagai bahan bakar kendaraan yang lambat

laun mengalami ketidakpastian karena dampak lingkungan yang ditimbulkan juga

kelangkaan yang terjadi, baterai memiliki siginikansi yang tinggi untuk mengatasi hal

tersebut.

Era Globalisasi

Jantung dari kendaraan listrik terletak pada kecanggihan suatu baterai yang terdapat

pada kendaraan listrik tersebut karena baterai merupakan media penyimpanan

energi yang dibutuhkan kendaraan listrik.

Pemanfaatan baterai

Cadangan Mangan

Indonesia sebagai salah satu

Negara yang memiliki

cadangan bijih mangan

terbesar di dunia dengan nilai

15,5 juta ton bijih dan 5,78 juta

ton merupakan logam.

6

Metodologi yang digunakan dalam penelitian jurnal

ini menggunakan studi literatur dan referensi dalam

buku-buku dan jurnal ilmiah lainnya. Dalam metode

analisis data adalah salah satu proses penelitian

yang dilakukan untuk menjawab tujuan penelitian.

Ketajaman dan keakuratan dalam memproses data

adalah penentu keakuratan kesimpulan dan

rekomendasi. Analisis pemanfaatan baterai

berbahan baku mangan sebagai teknologi bentuk

energi terbarukan menggunakan dua metodologi:

deskriptif dan kuantitatif. Analisis deskriptif

menggunakan data dalam bentuk perhitungan

statistik yang digunakan untuk menganalisis data.

2. BAHAN DAN METODOLOGI

7

Euler dan Helsa menyelidiki

karakteristik listrik baterai yang

sangat terhidrasi - grade MnO,

bubuk yang diperoleh sebagai

produk sampingan dari

pembuatan sachharin

Hasil

Penelitian

Terdahulu

Studi mikroskop elektron

ne-MnO2 diameter dan

panjang rata-rata dalam

kisaran 2-3 dan 25-40 nm.

Puncaknya di 1,6 V

Teknologi baterai mangan juga telah

diaplikasikan dalam spektrum difraksi

sinar X (XRD) ternyata cocok dengan

fase MnO, setelah di kristalografi

polimorf nya berbeda misalnya α , β, γ,

dll.), α –Mn2 O3 dan telah dieksplorasi

sebagai katoda untuk cairan ZIB

Bahan bubuk baterai Zn-C mengandung

maganese dioxide (MnO2 ) dan bertindak

sebagai katoda yang dibasahi dengan elektrolit.

Pasta seng klorida (ZnCl2 ) digunakan pada

baterai Zn-C tugas berat sebagai elektrolit untuk

memastikan kontinuitas dalam aliran arus antara

katoda dan anoda

Teknologi lainnya, pada

penelitian mesopori γ- MnO 2 di

industri baterai dan promosikan

lebih dalam memahami ZIB

berair yang sistem murah dan

ramah lingkungan

Studi XANES menunjukkan

bahwa keseluruhan tingkat

oksidasi Mn setelah siklus

debit penuh atau kebohongan

interupsi-Zn lengkap antara

Mn (II) dan Mn (III)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian mengenai MnP4 telah banyak

dilakukan oleh para peneliti dan memberikan

dampak yang signifikan, penyerapan /

penghapusan Li + dalam transi-Pnictides logam

tion menunjukkan potensi yang lebih rendah

dibandingkanyang dari oksida logam transisi.

8

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Bahan baku pembuatan baterai sendiri sangat banyak, yakni litium,

zink, mangan, dan nikel .Mangan dioksida (MnO2) menjadi peminat

baru karena toksisitas mangan yang lebih rendah dari elemen lain, yang

digunakan pada tahun 1865 ketika sel Zn-MnO2 , primernya Zn dan

sekundernya sel MnO2.

1. Perkembangan Baterai

Baterai ion litium jenis mangan memiliki karakterisitik yang cocok untuk

kendaraan listrik karena memiliki rapat daya. Teknologi baterai untuk

kendaaran listrik yakni sel PEV dan HEV.

2. Teknologi Baterai Berbahan Dasar Mangan

9

Bentuk modul baterai HEV

memiliki bentuk kecil,

modul baterai dapat

didinginkan oleh udara,

saluran masuk dan keluar

udara pendingin di bagian

atas casing modul.

Sel PEV: sel tunggal berbentuk silinder,

dengan diameter 67 mmdan panjang

410 mm dengan kapasitas nominal 90

Ah. Bahan aktif elektroda positif adalah

litium yang dimodifikasi manganat.

Modul memiliki rating 30 V ± 90 Ah,

kepadatan energi 93 Wh / kgdan 114

Wh / dm 3 , dan densitas daya 350 W /

kg di DOD85% dan 258C. Densitas

daya dihitung dari 10 detik debit arus

konstan.

Modul Baterai

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

10

Sel HEV: Sel berbentuk silinder dan

berdiameter 40 mm danPanjang 108

mm. Beratnya 300 g dan memiliki

kapasitas 3,6 Ahdalam CC-CV mengisi

daya hingga 4,1 V. Densitas daya 2000

W /kg pada 50% DOD dan 25 8C

dihitung dengan ekstrapolasi dari

pelepasan arus konstan 5 detik pada

arus yang berbeda poin. Oleh karena

itu, sel ion Li berbasis Mn memiliki

akurasi 3,5 kali lebih tinggi dalam sel

pemantauan SOC dengan tegangan

yang sama metode deteksi dengan

presisi yang identik. Selain itu

menghasilkan panas yang rendah

disebabkan oleh entalpi yang rendah

untuk rekasi sel dan resistansi internal

kecil srendah 4 mO/sel

4. PENUTUP

KESIMPULAN

Pemanfaatan baterai dengan berbahan baku mangan telah banyak dilakukan.

Dimana menjadi bahan campuran ZIB, baterai magnesium, sinar x (XRD), MnP4 ,

baterai PEV dan HEV untuk kendaraan listrik. Teknologi baterai lhitium berbahan

dasar Mn untuk kendaraan listrik hibrid yang disebut HEV diharapkan dapat

terus berkembang dipasar karena harga bahan baku yang lebih murah.

Jenis bahan baku pembuatan baterai sendiri sangat banyak, yakni litium,

zink, mangan, dan nikel .Mangan dioksida (MnO2) menjadi peminat baru

karena toksisitas mangan yang lebih rendah dari elemen lain, yang

digunakan pada tahun 1865 ketika sel Zn-MnO2 , primernya Zn dan

sekundernya sel MnO2

“It always seems impossible until it’s done”

- Nelson Mandela 11

4. PENUTUP

SARANUntuk peneliti selanjutnya perlu mengulas lebih jauh lagi mengenai

teknologi baterai dengan bahan baku salah satunya Mangan. Terutama

untuk Indonesia sendiri perlu melakukan penelitian lebih mendalam

m10ngenai mangan untuk bahan baku baterai kendaraan listrik karena

Indonesia memiliki potensi cadangan biji mangan yang banyak.

“It always seems impossible until it’s done”

- Nelson Mandela

Diharapkan teknologinya dapat lebih disempurnakan sehingga produksi

meningkat dan kemungkinan biaya diharapkan akan turun, sebagai litium

berukuran kecil Baterai untuk produk konsumen terbukti, karena lebih

rendah harga bahan baku untuk baterai litium berbasis Mn. Kemudian

akan menjanjikan untuk menggunakan baterai ini tidak hanya untuk Mobil

listrik, HEV, dan sistem penggerak bantuan motor lainnya, tetapi juga

kepada sumber tenaga lain dilihat dari superior dan fleksibel karakteristik.

12

Lusiana : [email protected] / 0895615487976

Mulia : [email protected] / 082135817654