Abstrak—Kebutuhan  manusia  akan  barang  elektronik semakin  meningkat,  sehingga  meningkat  pula  kebutuhan  akan media  penyimpan  listrik.  Salah  satu  media  penyimpan  energy yaitu  kapasitor.  Electric  Double  Layer  Capacitor  (EDLC) merupakan  superkapasitor  yang  memiliki  waktu  hidup  yang lebih  lama,  rapat  daya  dan  kecepatan  charging-discharging tinggi.  Graphene  telah  banyak  dieksplorasi  sebagai  material untuk  EDLC,  salah  satunya  yaitu  dengan  pendopingan. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  pengaruh  doping nitrogen terhadap struktur dan morfologi serta pengaruh doping nitrogen  terhadap  sifat  kapasitif  dari  elektroda  superkapasitor berbahan  Graphene.  Sintesis  graphene  diawali  dari  grafit  yang dioksidasi menjadi grafit oksida dengan metode Hummer. Grafit oksida  lalu  direduksi  dengan  metode  hydrotermal  menjadi graphene. Penelitian ini memvariasikan doping nitrogen dengan penambahan  NH 4 OH  0.1  ml,  0.3  ml  dan  1  ml.    Material  yang disintesis ini dikarakterisasi menggunakan XRD(X-Ray Diffraction),  SEM  (Scanning  Electron  Microscopy)  ,  EDS (Energy  Disspersive  X-Ray  analysis),  FPP  (Four  Point  Probe), dan  FTIR  (Fourier  Transform  Infrared  Spectroscopu).  Dari hasil karakterisasi menunjukkan bahwa material yang disintesis adalah  graphene.      Sifat  kapasitif  Elektroda  diukur  dengan melakukan uji Cyclic Voltametry (CV) dengan rentang scan rate 5, 10, 50 dan 100 mV/s. Dari hasil penelitian didapatkan doping nitrogen  pada  graphene  yang  paling  optimal  adalah  dengan penambahan  NH 4 OH  0.3  ml  yaitu    5.2%at  dengan  nilai kapasitansi sebesar 208.47 F/g.
Kata  kunci  :  Graphene,  kapasitansi,  superkapasitor,  doping, nitrogen.

## I. PENDAHULUAN
EBUTUHAN  manusia  akan  barang  elektronik  semakin meningkat,  sehingga  meningkat  pula  kebutuhan  akan media  penyimpan  listrik.  Superkapasitor  merupakan terobosan  baru  di  dunia  piranti  penyimpan  energi  yang memiliki  rapat  daya  yang  besar,  kapasitas  penyimpanan muatan  yang  sangat  besar,  proses  pengisian-pengosongan muatan  yang  cepat  dan  tahan  lama  jika  dibandingkan dengan kapasitor biasa. Keunggulan tersebut  menyebabkan superkapasitor  telah  digunakan  secara  luas  dalam  berbagai bidang  seperti  bidang  teknologi  digital,  mesin  listrik  dan peralatan  militer  dan  luar  angkasa.  Beberapa  contoh material  yang  digunakan  sebagai  pengisi  elektroda  adalah karbon aktif, metal oksida, dan lain-lain.
Belakangan  ini, graphene yang  merupakan  salah  satu material karbon dengan ketebalan satu atom dalam  struktur 2  dimensi,  telah  dikenal  sebagai  material  yang  ideal  untuk penyimpan  energi  kimia.  Hal  ini  disebabkan  karena keunikan sifatnya antara lain memiliki konduktifitas elektrik yang tinggi, luas permukaan dan kesetimbangan kimia yang bagus  [1].  Sifat  selalu  berhubungan  dengan  struktur  dari material. Beberapa peneliti telah melakukan modifikasi sifat elektic  dari  graphene  dengan  mengontrol  strukturnya,
termasuk  penyiapan  carbon  sheet  dengan  layer  yang berbeda  dan  graphene  dengan  atau  tanpa  defek  akibat  dari metode sintesisnya [2].
Pada  penelitian  yang  dilakukan  Suresh  B.  Pada  tahun 2016  [3],  ditemukan  bahwa  ketika  material Graphene dan Nitrogen  dikombinasikan    melalui  proses    pendopingan, maka akan menaikkan nilai kapasitansi dari superkapasitor. Penelitian  Suresh  dengan  metode  via  supercritical  fluid  ini memiliki nilai kapasitansi sebesar 286 F/gram. Melihat nilai kapasitansi yang bagus ketika kedua Graphene dan nitrogen dikombinasikan,  oleh  karena  itu  perlu  adanya  penelitian lanjutan  tentang  kombinasi Graphene dengan  Nitrogen. Sehingga  dalam  penelitian  ini  akan  dilakukan  doping nitrogen  ke  dalam Graphene untuk  meningkatkan  sifat kapasitif dan nilai kapasitansinya sebagai superkapasitor.

## II. METODE PENELITIAN
A. Sintesis Graphene dan N-Graphene Graphene disintesis  dengan  menggunakan  metode hummer. Proses sintesis diawali dengan mengoksdasi grafit menjadi  grafit  oksida  dengan  menngunakan,  H 2 SO 4 , NaNO 3 ,  dan  KMnO 4 .  Proses  dilanjutkan  dengan  men- stirring larutan  selama  1  jam  dan  menambahakan  H 2 O 2 untuk  menghilangkan  kandungan  KMnO 4 sisa  dalam larutan. Selanjutnya dilakukan proses pencucian menggunakan HCl 5% (0.01 M) untuk menghilangkan ion- ion  logam  yang  tersisa  apabila  pH  telah  netral  dan  tidak terdapat endapan saat titrasi BaCl 2 maka dilanjutkan proses drying pada  temperatur  110 o C  selama  12  jam  untuk memperoleh grafit oksida [4].
Grafit  oksida  disintesis  dengan  cara  direduksi  agar didapatkan Graphene .  Pembuatan  dimulai  dengan  cara melarutkan  grafit  oksida  dengan  aquades  dan  proses ultrasonikasi selama 90 menit agar didapatkan larutan yang homogen.  Selanjutnya  dilakukan  proses hydrotermal untuk mendapatkan Graphene .  Untuk  pembuatan N-Graphene larutan  grafit  oksida  ditambah  NH 4 OH  dengan  variasi  0.1 ml,  0.3  ml  dan  1  ml  setelah  diultrasonikasi  kemudaian distring  selama  1  jam.  Lembaran  atau  serbuk  hasil hydrotermal dilakukan  pencucian  menggunakan  aquades beberapa  kali  kemudian  didrying  dengan  temperatur  80 o C selama  12 jam.

## B. Pembuatan Elektroda
Graphene dan aquades dicampur dengan perbandingan 1 mg  :  1ml.  Kemudian  diaduk  menggunakan  mesin  stirer dengan  kecepatan  300  rpm  selama  1  jam  sampai  terlihat larutan telah berwarna hitam dan material di dalamnya telah hancur.  Kemudian  larutan  yang  telah  berisi Graphene digunakan  untuk  didepositkan  ke  dalam  elektroda  Nickel Foam dengan menggunakan ultrasonikasi selama 30 menit.

## Analisis Pengaruh Doping Nitrogen Terhadap Sifat Kapasitif Superkapasitor Berbahan Graphene
Diah Ayu Safitri, Diah Susanti, Haniffudin Nurdiansyah.
Jurusan Teknik Material & Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : santiche@mat-eng.its.ac.id
K
Baik Nickel  Foam dan Graphene setelah  proses ultrasonikasi mengalami proses pengeringan, dengan proses drying  di  dalam muffle  furnace pada  T=110 0 C  selama  12 jam.  Setelah  kering,  spesimen  di  kompaksi  agar  material yang  didepositkan  tidak  rontok.  Sedangkan.  Nickel  foam lalu  ditimbang  sekali  lagi  untuk  mengetahui  massa Graphene yang terdeposit kedalam pori-pori nickel foam.

## C. Karakterisasi Material
Pengamatan struktur grafit,  grafit oksida, rGO   dan  N- rGO  dilakukan  menggunakan  XRD.  Sampel  grafit  oksida berbentuk lembaran sedangkan Graphene berbentuk serbuk. Pengamatan difraksi sinar x dilakukan pada sudut 2θ = 5 o – 90 o dengan  λ  Cu-Kα  =  1.54060  Å.  Pengamatan  morfologi dilakukan  menggunakan  instrumen  SEM Inspect S50  dan pengamatan  gugus  fungsi  menggunakan  FTIR.  Sedangkan untuk menentukan konduktifitas listrik Graphene dilakukan pengujian  FPP.  Pengujian  untuk  mengetahui  nilai kapasitansi juga dilakukan dengan menggunakan instrumen AUTOLAB PG STAT 302 METHROM.

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Hasil Pengujian XRD
Dari  Gambar  1  dapat  diketahui  bahwa  terdapat perbedaan  posisi  puncak  pada  sampel  grafit,  grafit  oksida, dan graphene .  Pada  sampel  grafit  terdapat  puncak  (002) pada posisi 2θ = 26.53 0 dengan nilai dari d spacing sebesar 3.36 Ȧ  dengan  bentuk  puncak  yang  tajam  dan  intensitas  yang tinggi. Hasil XRD pada grafit tersebut menunjukkan bahwa sifat  kristalinitas  grafit  sangat  baik.  Setelah  proses  oksidasi pada  grafit  maka  grafit  berubah  menjadi  grafit  oksida. Puncak  dari  grafit  oksida  berbeda  dengan  grafit  yaitu berubah  menjadi  puncak  (001)  pada  posisi  2θ  =  12.21 0 dengan  nilai  d spacing yang  lebih  besar  menjadi  7.33  Ȧ  dan intensitas yang lebih rendah.
Gambar 1. Pola XRD pada grafit, grafit oksida, dan Graphene
Perubahan  posisi  puncak,  nilai  d spacing dan  intensitas dipengaruhi  oleh    gugus-gugus  fungsional  oksigen  yang diakibatkan  oleh  proses  oksidasi  dalam  material  grafit dimana  gugus-gugus  oksigen  membentuk  lapisan  atom hidrofilik yang menjadikan grafit oksida mudah larut dalam air  [5].  Pada  hasil  XRD  grafit  oksida  masih  terdapat  grafit pada  posisi  2θ  =  26.9 0 .  G aphene mempunyai  profil  peak yang  lebar  pada  posisi  ~23-24°.  Adapun  hasil  XRD  dari graphene  berada  pada  puncak  (002)  posisi  2θ  =  23.89° dengan  nilai  d spacing =  3.72  Ȧ.  Nilai  d- spacing yang  menjadi
lebih kecil menunjukkan bahwa grafit oksida telah tereduksi menjadi Graphene ,  selain  itu  nilai  d- spacing Graphene yang lebih  besar  daripada  grafit  mengindikasikan  bahwa  telah terjadi  pengelupasan  lapisan  grafit  menjadi single  layer Graphene [6].
Tabel 1. Nilai d-spacing grafit, grafit oksida, Graphene
Pengujian  XRD  juga  dilakukan  terhadap  N- Graphene , hal ini dilakukan untuk mengetahui perubahan struktur pada Graphene dengan didoping nitrogen.
Gambar 2. Pola XRD pada Graphene/N-Graphene
Dari  tabel  2,  dapat  dilihat  terdapat  pergeseran  puncak untuk masing-masing nilai doping. Pada ketiga peak secara umum  pergeseran  terjadi  ke  derajat  yang  lebih  rendah  saat terjadi  nilai  doping.  Berdasarkan  persamaan  Bragg  d spacing dari  N- graphen menjadi  lebih  besar  dengan  ditambahnya doping  atom  nitrogen,  d spacing yang  bertambah  besar dikarenakan  keberadaan  atom  nitrogen  pada graphene memiliki  jari-jari  atom  yang  lebih  besar  dari  carbon sehingga  atom  nitrogen  telah  berhasil  didoping  pada graphene [7].
Tabel 2. Nilai d-spacing dan D Graphene/N-Graphene
Pada grafik juga terlihat adanya perubahan FWHM (broadening)  pada graphene akibat  dari  pertambahan  nilai doping.  Peak  broadening  ini  dapat  disebabkan  oleh beberapa  indikasi  seperti  perubahan  kristal  size.  Untuk  itu dilakukan  analisis  nilai  kristal  size  rata-rata  (D)  pada graphene dan  N- graphene dengan menggunakan persamaan Scherrer pada Persamaan 1 berikut. [7]
Sampel 2θ (°) d-spacing (Å) Grafit 26.53 3.36 Grafit oksida 12.21 7.33 Graphene 23.89 3.72
%at N 2θ ( o ) d spacing (Å) FWHM (rad) D(nm) 0 23.89 3.72 0.0035 404.69 3.19 23.72 3.73 0.0046 303.44 5.2 23.77 3.74 0.0046 303.47 7.75 23.79 3.75 0.0069 203.06
D= (1) Dimana: D : Ukura Kristal
λ : Panjang gelombang Cu-Kα (1.54060 Å) B : FWHM (rad) K : konstanta Scherrer dengan nilai 0.9
Nilai  crystal  size  tertinggi  terdapat  pada graphene yang tidak  diberikan  doping  dengan  nilai  404.69  nm,  sementara yang terendah adalah graphene dengan doping 7.75% yaitu 203.06  nm.  Dari  tabel  tersebut,  semakin  banyak  komposisi doping  maka  nilai  crystal  size  akan  semakin  turun, penurunan  crystal  size  ini  dapat  disebabkan  oleh  adanya defect akibat doping nitrogen. [9]

## B. Hasil Pengujian SEM
Pengujian  SEM  dilakukan  pada  sampel  grafit,  grafit oksida, graphene ,  dan  elektroda nickel  foam-graphene ( Ni- graphene )  dengan  variasi  penambahan  NH 4 OH  0.1  ml,  0.3 ml  dan  1  ml  untuk  membentuk  N- graphene .  Alat  yang digunakan dalam pengujian SEM yaitu INSPECT S50 .
Gambar 3. Hasil SEM 5.000x (a) grafit, (b) grafit oksida, (c) Graphene tanpa doping
Pengujian  SEM  dilakukan  untuk  mengetahui  morfologi permukaan  dari  sampel-sampel  tersebut.  Pada  Gambar  3 ditunjukkan  perbedaan  permukaan  morfologi  dari  sampel grafit, grafit oksida, dan graphene .
Berdasarkan  Gambar  3a  terlihat  bahwa  grafit  memiliki morfologi  dengan  bentuk  serupa  serpihan  atau  flakes  yang ukurannya  kecil,  menyebar,  dan  tidak  beraturan.  Setelah grafit  mengalami  oksidasi  menjadi  grafit  oksida,  maka morfologi yang terjadi menjadi lembaran-lembaran berlapis sehingga terlihat tebal seperti yang ditunjukkan Gambar  3b Kemudian  grafit  oksida  mengalami  reduksi  menjadi graphene .  Pada  Gambar  3c  terlihat  lembaran-lembaran sangat  tipis  dari  graphene  yang  terbentuk  akibat  pelupasan ( chemical exfoliation ) grafit oksida.
Gambar 4. Hasil SEM  perbesaran 200x  a) nickel foam b) nickel foam terdeposit graphene
Gambar 4a  menunjukkan SEM image dari Nickel Foam polos  dengan  bentuk  seperti network atau sponge .  Dengan bentuk  seperti  jaring, Nickel  Foam yang  berfungsi  sebagai pengumpul arus akan  memberikan akses  yang lebih  mudah bagi  elektrolit  serta  meningkatkan  luas  area  kontak  akibat strukturnya  yang  berupa porous .  Pada  Gambar  4b  nampak bahwa Graphene telah berhasil di depositkan. Terlihat pula bahwa Graphene yang  berupa  lembaran-lembaran    tipis mengisi atau menutupi  lubang yang ada di Nickel Foam .
Gambar 5. Hasil SEM perbesaran 10.000x a) Graphene tanpa doping; N- Graphene dengan penambahan NH 4 OH b) 0.1 ml c) 0.3 ml d) 1 ml
Gambar  5  menunjukkan  morfologi graphene hasil doping  Nitrogen  dengan  penambahan  NH 4 OH  0.1  ml,  0.3 ml  dan  1  ml.  Dari  semua  hasil  tersebut,  dapat  kita  lihat bahwa sampel graphene mempunyai bentuk morfologi yang hampir  sama,  yaitu  berupa  lembaran  transparan  tipis,  yang terdiri  dari  beberapa  layer graphene yang  menumpuk sehingga  terlihat  lebih  tebal,  kadang  juga  terlihat  adanya single layer . Pengamatan morfologi untuk graphene dengan doping nitrogen terlihat sama dan sulit untuk dibedakan [9].
Gambar 6. Hasil EDS a) Graphene tanpa doping; N- Graphene dengan penambahan NH 4 OH b) 0.1 ml c) 0.3 ml d) 1 ml
Dari hasil pengujian EDS, dapat diketahuui bahwa graphene doping nitrogen dengan penambahan  NH 4 OH 0.1 ml  mengandung  atom  nitrogen  sebanyak  3.19%  , penambahan  NH 4 OH  0.3  ml  mengandung  atom  nitrogen
a.
b. c. d.
sebanyak 5.2%, dan penambahan NH 4 OH 1 ml mengandung atom nitrogen sebanyak 7.75%

## C. Hasil Pengujian FTIR
Pengujian  FTIR  dilakukan  terhadap graphene dan  N- graphene , untuk  mengetahui jenis ikatan apa saja yang ada di dalamnya, dan juga  untuk  membedakan antara graphene dan N- Graphene .
Gambar 7. Pola FTIR graphene, graphene dengan penambahan NH4OH 0.1 ml, 0.3 ml dan  1 ml.
Dari  Gambar  7  dapat  dilihat  bahwa  pada graphene terdapat  gugus  C=C(1587.34  cm -1 )    dan  C=O(1717.15  cm - 1 ).  Untuk graphene dengan  penambahan  NH 4 OH  0.1  ml awalnya  yang  hanya  terdapat  gugus  C=C  dan  C=O bertambah  dengan  adanya  gugus  C=N  (2356.73  cm -1 )    dan C-N  (1083.25  cm -1 ).  Pada graphene dengan  penambahan NH 4 OH  0.3  ml  terdapat  gugus  fungsi  C=C,  C-N,  C=N  dan C=O. Graphene dengan penambahan NH 4 OH 1ml memiliki gugus  fungsi  yang  sama  dengan graphene yang ditambahkan  NH 4 OH  yang  lain  yaitu  terdapat  gugus  C=C, C-N,  C=N,  dan  C=O.  Adanya  gugus  C=N  pada  setiap graphene yang  ditambahkan  NH 4 OH  menunjukan  bahwa graphene telah  berhasil  didoping  dengan  atom  nitrogen [10].

## D. Hasil Pengujian FPP
Berdasarkan  tabel,  dapat  diketahui  perbandingan konduktivitas graphene dan  N- graphene .  Dapat  dilihat bahwa  dangan  penambahan  doping  nitrogen  dapat meningkatkan  konduktifitas  tetapi  untuk graphene dengan 7.75%  at  N  memiliki  nilai  konduktifitas  yang  lebih  kecil dibanding  dengan  yang  lainya  hal  ini  dikarenakan keheteroatoman  yang  besar,    jumlah  atom  nitrogen  yang terlalu  banyak  pada graphene dapat  mengurangi  efisiensi transpor elektronya yang mengakibatkan nilai konduktifitas listrik menurun.[12]
Tabel 3.
Hasil perhitungan  uji FPP

## E. Hasil Pengujian Cyclic Voltametry
Gambar  8.  Perbandingan  hasil  uji  CV  grafik  Kapasitansi  Spesifik  vs  E sampel elektroda a) Ni-G , Ni-G dengan penambahan NH 4 OH b)  0.1 ml, c) 0.3 ml dan d)  1 ml.
Penggunaan elektrolit netral dari Na 2 SO 4 pada potensial kerja 0-0.8 V tidak menghasilkan  gundukan (hump) seperti yang  terlihat  pada  Gambar    8.  Adapun  gundukan  (hump) merupakan  indikator  terjadinya  reaksi  redoks  atau  efek pseudocapacitance.  Adapun  yang  terjadi  dalam  pengujian yaitu  pembentukan  double  capacitor.  karena  diagram  CV yang  terbentuk  menyerupai  persegi  panjang.  Untuk menghitung kapasitansi spesifik digunakan persamaan:
C  =
(3.1) Dimana : C : Kapasitansi spesifik (Farad/gr) I : Arus (Ampere) w : Massa Elektroda Grafena (gr) : Scan Rate (mV/s) : Potential Window (Volt) Sampel Tebal (cm) Hambatan (  ) Resistivitas (  cm) Konduktiv itas Listrik (S/cm) Graphene 0.015 4.3x10 3 294.18 0.0034 N- Graphene 3.19% 0.015 4.1x10 3 256.41 0.0039 N- Graphene 5.2% 0.015 4.12x10 3 243.90 0.0041 N- Graphene 7.75% 0.015 3.94.4x10 3 312.50 0.0035
a. b.
c.
d.
Tabel 4.
Perbandingan hasil kapasitansi spesifik terhadap scan rate dan jumlah doping atom nitrogen
Nilai  kapasitansi  spesifik  elektroda  nickel  foam-N Graphen dengan  variasi  doping  nitrogen  mengalami peningkatan  nilai  kapasitansi  hampir  di  semua  scan  rate dibanding  nilai  kapasitansi  spesifik Graphene tanpa didoping nitrogen.
Gambar  9.  Perbandingan  jumlah  doping  atom  nitrogen  terhadap  nilai kapasitansi spesifik (scan rate 5 mV/s).
Adapun  nilai  kapasitansi  yang  dihasilkan  dari  sampel elektroda nickel  foam tersebut  dipengaruhi  oleh  doping nitrogen  terhadap graphene. Nilai  kapasitansi  paling  besar terdapat pada graphene dengan penambahan NH 4 OH 0.3 ml sebesar  208.47  F/g  (scan  rate  5  mV/s).  Jumlah  atom  yang terdoping  yaitu  sebesar  5%.  Dengan  penambahan  NH 4 OH sebesar 1 ml menghasilkan nilai kapasitansi sebesar 160.437 F/g.  Adapun  atom  nitrogen  yang  terdoping  yaitu  sebesar 7.75%.  Sedangkan  dengan  penambahan  NH 4 OH  0.1  ml menghasilkan  171.87  F/g.  atom  nitrogen  yang  terdoping sebesar 3.12%.
Graphene dengan  doping  nitrogen  memiliki  kapasitansi yang  lebih  besar  [10]  hal  ini  dikarenakan  doping  nitrogen menyebabkan  mikro  porous  pada  graphene    meningkatkan wettability pada  elektroda/  elektrolit  dan  dengan  doping nitrogen pada graphen dapat meningkatkan binding energy, yang  menyebabkan  banyak  gergerakan  ion  pada  luas permukaan elektoda dan menunjukan kapasitansi yang lebih tinggi.  Tetapi  pada  penambahan  doping  nitrogen  sebesar 7.75%  kapasitansi  spesifiknya  menurun  hal  ini  dapat disebabkan  oleh  konduktifitas  listriknya  yang  menurun berdasarkan gambar  10. dengan penambahan nitrogen pada graphen dapat meningkatkan konduktifitas dimana
mempercepat  mobilitas  elektron  pada  permukaan  elektroda tetapi apabila  keheteroatomnya besar jumlah atom  nitrogen pada  graphen  dapat  mengurangi  efisiensi  transpor elektronya  yang  mengakibatkan  nilai  konduktifitas  listrik menurun.  Penambahan  atom  nitrogen  yang  terlalu  banyak dapat  membuka  band  gap  yang  akan  menurunkan  sifat elektriknya.[11]

## Gambar  10.  Grafik  Kapasitansi  spesifik  terhadap  scan  rate  dan  Jumlah Doping Nitrogen
Pada Gambar 10 menunjukkan bahwa scan rate semakin tinggi  maka  nilai  kapasitansinya  menurun.  Hal  ini  terjadi karena  scan  rate  mempengaruhi  laju  aliran  ion-ion  dari elektrolit  menuju  ke  dalam  elektroda  Ni- graphene .  Dengan scan  rate  yang  tinggi  maka  laju  aliran  tegangan  menjadi cepat,  akibatnya  waktu  yang  lebih  singkat  bagi  ion-ion elektrolit  untuk  berdifusi  ke  dalam  Ni- graphene sehingga membentuk double layer sedikit. Sedangkan pada scan rate yang rendah, laju aliran tegangan menjadi lambat, akibatnya waktu  bagi  ion-ion  elektrolit  untuk  berdifusi  ke  dalam  Ni- graphene lebih  lama  dan  membentuk  double  layer  lebih banyak sehingga  nilai  kapasitansi Ni- graphene dipengaruhi oleh waktu difusi ion-ion elektrolit [8].
Gambar 11. Grafik perbandingan nilai spesifik daya dan spesifik energi
Nilai  kapasitansi  hasil  dari  pengujian  CV  juga  dapat digunakan untuk menentukan nilai energi spesifik dan daya spesifik dengan  menggunakan persamaan 3.4 dan 3.5 Hasil Tabel  perhitungan  spesifik  energi  dan  spesifik  daya ditunjukkan  oleh  Tabel  5  dan  Gambar  11.    Adapun  nilai spesifik  energi  dan  spesifik  daya  yang  paling  besar  pada scan rate 100 mV/s dan menurun dengan turunnya nilai scan rate.
Sampel At %N Scan Rate (V/s) Kapasitansi Spesifik (F/g) 1 0 0.005 152,59 0.01 148,42 0.05 112,03 0.1 82,00 2 3.19 0.005 171,87 0.01 165,73 0.05 129,90 0.1 94,82 3 5.2 0.005 208,47 0.01 205,62 0.05 136,47 0.1 96,41 4 7.75 0.005 160,43 0.01 158,51 0.05 125,09 0.1 94,21
Tabel 5. Perbandingan hasil Energi spesifik dan daya spesifik terhadap scan rate dan Jumlah Doping Nitrogen Sampel %at N Scan Rate (V/s) Spesifik Energi (Wh/kg) Spesifik Daya (W/kg) 1 0 0.005 13.56 152.60 0.01 13.19 296.85 0.05 9.95 1119.86 0.1 7.28 1639.41 2 3.19 0.005 15.27 171.87 0.01 14.73 331.46 0.05 11.54 1298.51 0.1 8.42 1895.81 3 5.2 0.005 18.53 208.47 0.01 18.27 411.25 0.05 12.13 1364.23 0.1 8.57 1927.45 4 7.75 0.005 14.26 160.43 0.01 14.09 317.03 0.05 11.11 1250.43 0.1 8.37 1883.62
Pada gambar 11 menunjukkan tren dari pengaruh jumlah atom  nitrogen  terhadap  nilai  kapasitansi  spesifik  pada elektroda  Ni- graphene. Nilai  kapasitansi  spesifik  tertinggi diperoleh  pada  doping  nitrogen  5.2%at  kemudian  menurun pada doping nitrogen 3.19%at dan doping nitrogen 7.75%at. Penambahan  doping  nitrogen  dapat  meningkatkan  spesifik kapasitansi  seperti  pada  Tabel  5  tetapi  pada  penambahan nitrogen  7.75  %  spesifik  kapasitansinya  turun  hal  ini  dapat disebabkan  oleh  reduksi  dari  konduktifitas  elektrik  yang sudah dijelaskan sebelumnya.
Saat atom nitrogen yang memiliki elektron valensi 5 didopingkan  ke  atom  C  yang  memiliki  elektron  valensi  4 akan  terjadi  aliran  elektron  dalam  sistem  akibat  adanya elektron  yang  terdelokalisir.  Aliran  elektron  akibat  doping akan mempengaruhi struktur yang dapat dilihat dari analisis pengujian  XRD  semakin  bertambahnya  atom  nitrogen dalam  graphene  kristal  sizenya  akan  semakin  menurun  dan kapasitansi  spesifik  yang  dapat  dilihat  pada  analisis pengujian  CV.    Sehingga  penambahan  doping  nitrogen berperan  penting  dalam  menentukan  sifat  kapasitif  dari  N- graphene [9].  Dari  hasil  perhitungan  daya  spesifik  dan energy  spesifik  pada  Tabel  5 nampak  bahwa  doping nitrogen  pada  graphene  memenuhi  karakteristik  sebagai superkapasitor  karena  daya  spesifik  (W/Kg)  berada  pada rentang  10 1 hingga  10 6 sedangkan  energy  spesifik  berada pada rentang 10 1 hingga 20

## IV. KESIMPULAN
Penambahan doping nitrogen dari NH 4 OH  menunjukan adanya  perbedaan  struktur  terhadap  grapahene  yang didoping  dan  tidak  didoping    yaitu  pada  kristal  size  pada pengujian XRD, dengan adanya doping maka kristal sizenya menurun. Adanya penambahan doping hidrogen berpengaruh  terhadap  kapasitansi  spesifik  graphene  dan penambahan  nitrogen  5.2%at  merupakan  yang  paling optimal,  karena  didapatkan  nilai  kapasitansi  yang  paling tinggi sebesar 208.47 F/g.
V. UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian  ini  tidak  bisa  berjalan  lancar  tanpa  adanya bantuan  dari  Ibu  Diah  Susanti  dan  Bapak  Hanifudin Nurdiansyah selaku dosen pembimbing peneliti yang selalu memberi  masukan  bagi  peneliti  dalam  menjalankan
penelitiannya.  Juga  bantuan  dana  dari  pemerintah  bagi peneliti untuk bisa menjalankan penelitian ini dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Singh,  V.,  Joung,  D.,  Zhai,  L.,  Das,  S.,  Khondaker,  S.  I.,  &  Seal,  S. 2011.  "Graphene  based  materials:  past,  present  and  future". Progress in materials science , 56(8), 1178-1271.
[2] Panchakarla, L. S., Subrahmanyam, K. S., Saha, S. K., Govindaraj, A., Krishnamurthy,  H.  R.,  Waghmare,  U.  V.,  &  Rao,  C.  N.  R.  2009. “Synthesis,  structure  and  properties  of  boron  and  nitrogen  doped graphene”. arXiv preprint arXiv:0902.3077 .
[3] Suresh, B. S., Elavarasan, A., & Sathish, M. 2016. "High performance supercapacitor using N-doped graphene prepared via supercritical fluid processing  with  an  oxime  nitrogen  source". Electrochimica Acta , 200, 37-45
[4]  Nurdiansyah,  H.  dan  Susanti,  D.  2014.  "Pengaruh  Variasi  Temperatur Hidrotermal  dan  Waktu  Ultrasonikasi  Terhadap  Nilai  Kapasitansi Elektroda  Electric  Double  Layer  Capacitor  (EDLC)  dari  material grafena". Thesis S2 Teknik Material dan Metalurgi ITS.
[5]  Ting,  L.  T.,  Lai,  W.  H.,  Lü,  Q.  F.,  &  Yu,  Y.  2015.  "Porous  nitrogen- doped  graphene/carbon  nanotubes  composite  with  an  enhanced supercapacitor performance". Electrochimica Acta, 178, 517-524.
[6]  Ilhami,  M.,  Susanti,  D.  2014.  “Pengaruh  massa  Zn  dan  temperatur hydrothermal  terhadap  struktur  dan  sifat  elektrik  material  Graphene”. JURNAL  TEKNIK  POMITS Vol.  3,  No.  2,  (2014)  ISSN:  2337- 3539.
[7] Yu. F., Lo, S. T., Lin, J. C., Zhang, W., Lu, J. Y., Liu, F. H., & Li, L. J. 2013.  "Nitrogen-doped  graphene  sheets  grown  by  chemical  vapor deposition:  Synthesis  and  influence  of  nitrogen  impurities  on  carrier transport". ACS nano , 7(8), 6522-6532.
[8]  Conway,  B.E.  1999. Electrochemical  Supercapacitors.  Scientific Fundamentals  and  Technological  Applications .  New  York,  U.S.A: Kluwer Academics/Plenum Publishers.
[9] Geng, D., Yang, S., Zhang, Y., Yang, J., Liu, J., Li, R., & Knights, S. 2011. "Nitrogen doping effects on the structure of graphene". Applied Surface Science , 257(21), 9193-9198.
[10]  Gong,  Y.,  Li,  D.,  Fu,  Q.,  &  Pan,  C.  2015.  "Influence  of  graphene microstructures on electrochemical
performance for supercapacitors". Progress in Natural Science: Materials International , 25(5), 379-385.
[11] Mei, X., Xiuqing, M., Fengmin Wu. 2015. “Hydrothermal method for the production of reduced Graphene oxide”. Physica E 68: 81-86.
[12]  Zhang,  X.  W.,  Yang,  G.  W.  2009.  "Novel  Band  Structures  and Transport  Properties  from  Graphene  Nanoribbons  with  Armchair Edges". J. Phys, Chem. C 113, 4662–4668.
.