## REVIEW: SUPERKAPASITOR BERBAHAN DASAR KARBON AKTIF DAN LARUTAN IONIK SEBAGAI ELEKTROLIT

## REVIEW: SUPERKAPASITOR BASED ON ACTIVATED CARBON AND IONIC SOLUTION AS ELECTROLYTE
Olly Norita Tetra, Hermansyah Aziz, Emriadi, Sanusi Ibrahim, Admin Alif
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas Kampus Limau Manis Padang 25613
* E-mail Korespondensi: olly512@yahoo.com

## Abstrak
Elektroda  superkapasitor  berbahan  dasar  karbon  aktif  memberikan    daya  dan  kinerja  energi  yang tinggi karena luas permukaan yang tinggi, konduktivitas tinggi, dan kemampuan untuk menfungsikan karbon aktif dalam mengoptimalkan sifat superkapasitornya. Pada artikel ini juga dilaporkan tentang pembuatan  superkapasitor dengan  memanfaatkan  karbon aktif dari berbagai biomassa  sebagai bahan elektroda  dan  kinerja  superkapasitor  dibandingkan  dengan  baterai.  Metoda  aktivasi,  jenis  aktivator, jenis  elektrolit,  proses  karbonasi  atau  pirolisis  yang  digunakan  akan  menentukan  dalam  daya  dan kerapatan energi yang dihasilkan oleh superkapasitor. Dalam hal ini juga ditinjau proses pembentukan lapisan  rangkap  listrik  pada  permukaan  elektroda  dan  pengaruh  jenis  elektrolit  yang  digunakan terhadap kinerja superkapasitor. Penggunaan elektrolit organik ternyata dapat meningkatkan performa dari  superkapasitor  namun  dalam  segi  ekologi  penggunan  pelarut  asetonitril  tidak  baik  untuk lingkungan.
Kata kunci : aktivasi, elektrolit, karbon aktif, kapasitansi, superkapasitor

## Abstract
The  supercapacitor  electrode  with  an  active  carbon  base  material  is  reported  to  have  high  power density  and  energy  performance  due  to  its  high  surface  area,  high  conductivity,  and  the  ability  to function  activated  carbon  in  optimizing  its  super-capacitor  properties.  In  this  article  also  reported about  the  manufacture  of  supercapacitors  by  utilizing  the  activated  carbon  from  various  biomass  as electrode  material  and  the  performance  of  supercapacitor  compared  with  battery.  The  activation method,  the  type  of  activator,  the  type  of  electrolyte,  the  carbonation  or  pyrolysis  process  used  will determine in the energy and energy density generated by the supercapacitor. In this case also reviewed the process of electric double layer formation on the electrode surface and the influence of the type of electrolyte used to the performance of superkapasitor. The use of organic electrolytes can improve the performance of the supercapacitor but in terms of ecology the use of acetonitrile solvent is not good for the environment.
Keywords : activation, electrolytes, active carbon, capacitance, supercapacitors

## PENDAHULUAN
Karbon  aktif    banyak  digunakan  dalam berbagai  aplikasi  elektrokimia    salah  satunya adalah  sebagai  bahan  elektroda.  Hal  ini dikarenakan harga yang murah, bahan dasar yang mudah  didapat  dari  berbagai  jenis  bahan  alam, mudah  dalam  mensintesa,  bisa  di  peroleh  dalam bentuk  bubuk,  fiber/serat,  dan  komposit,  luas permukaan  yang  besar  dan  porinya  yang  bisa diatur.  Elektroda  karbon  mudah  terpolarisasi, stabil  dalam  larutan  yang  berbeda  (asam,    basa dan aprotik) dan stabil dalam rentang temperatur
tertentu.  .(Marsh,  2006  dan  Frackowiak  dkk, 2006)
Penggunaan bahan biomassa untuk dijadikan  karbon  menjadi  perhatian  saat  ini karena  mempunyai  beberapa  keuntungan  secara ekonomi,  lingkungan  dan  sosial.(Pari  dkk,  2014) Beberapa  material  elektroda  berbahan  dasar karbon  dari  biomassa  yang  juga  merupakan limbah  telah  dilaporkan  seperti  ampas  kacang (Teng  dkk,  2016),  ampas  kopi  (Kamikuri  dkk, 2014),  limbah  cangkang  sawit  (Aziz  dkk,  2016), keramik lantai (Tetra dkk, 2016), biji karet (Tetra
40 | Jurnal Zarah , Vol. 6 No. 1 (2018)
dkk,  2015)  tepung  singkong  dan  tapioka  (Pari dkk,  2014),  sekam  padi  (Luong  Thi  dkk,  2014). Precursor  selain  dari  biomassa  juga  pernah dilaporkan    dari  limbah  papan  sirkuit  cetak monitor (Rajagopal dkk, 2016) dan dari membran keramik yang didoping dengan titania (Tetra dkk, 2016)
Berbagai  karbon  berpori  lain  juga  telah dikembangkan  sebagai  superkapasitor,  misal karbon airogel  (Liu  dkk, 2013), yang terdiri dari partikel  nanoskala  yang  berasal  dari  pirolisis polimer aerogel dan resin turunan karbon, karbon nanotube,  jaringan  karbon  berpori  (Zhang  dkk. (2017),  graphen  (Indah  Sari  dan  Ming  Ting, 2016).  Bagaimanapun  prosesnya  sangat  mahal, sulit  dan  lebih  cendrung  alat-alatnya  terkorosi sehingga  pemanfaatan  karbon  dengan  precursor dari biomasa merupakan pilihan yang terbaik dan lebih ramah lingkungan.
Sifat-sifat  material  karbon  sangat  kuat dipengaruhi  oleh  metoda  pembuatannya,  dengan demikian  pemilihan  prosedur  sintesis,  jenis precursor,  jenis  aktivator,    laju  pemanasan  dan temperatur pembakaran atau pirolysis memberikan  kemudahan  dalam  mengontrol produk  akhirnya/karbon  berpori  tapi    juga  bisa mendesign jenis karbon yang ditargetkan. Karbon aktif mempunyai distribusi ukuran pori yang luas dalam  rentang  micropori-mesopori  (0-50  nm). Beberapa  penelitian  melaporkan  bahwa  karbon mesopori  banyak  digunakan  sebagai  bahan elektroda terutama dalam superkapasitor. (Fuertes  dkk,  2004) Material  karbon  mempunyai luas  permukaan  spesifik  yang  besar  sehingga struktur porinya juga bisa dimanfaatkan terutama memudahkan dalam pembentukan lapisan rangkap listrik pada permukaan elektroda. Tujuan dari  penelitian  ini  adalah  pemanfaatan  karbon aktif sebagai  bahan elektroda superkapacitor dan penggunaan  elektrolit  sebagai  sumber  muatan pada  proses  transfer  muatan  yang  terjadi  di antarmuka elektroda.

## METODE PENELITIAN
Superkapasitor adalah perangkat penyimpan  energi  yang  mirip  dengan  baterai. Tidak  seperti  baterai,  yang  menggunakan  reaksi kimia  untuk  menyimpan  energi,  superkapasitor umumnya  menyimpan  energi  melalui  pemisahan muatan  listrik  secara  fisika.  Supercapacitors didasarkan  pada  teknologi  carbon  (nanotube). Teknologi karbon yang digunakan pada kapasitor ini  menciptakan  area  permukaan  yang  sangat besar  dengan  jarak  pemisah  yang  sangat  kecil. Semua  superkapasitor  terdiri  dari  dua  elektroda
yang  direndam  dalam  larutan  konduktif  atau polimer  konduktif  yang  disebut  elektrolit. Elektroda  dipisahkan  oleh  pemisah/separator berbahan  dielektrik  yang  bukan  hanya  untuk mencegah  agar  tidak  terjadi  tumpang  tindih muatan  pada  kedua  elektroda  tetapi  juga memiliki sifat listrik yang mempengaruhi kinerja superkapasitor.  Rangkaian  superkapasitor  seperti pada Gambar 1. (Syarif, 2014).
Gambar  1.  Rangkaian  superkapasitor  secara umum
Komponen utama dari rangkaian superkapasitor  adalah    (Vuorilehto  &  Nuutinen, 2014)
a. Aluminium tipis/aluminium foil yang dilekatkan  dengan  elektroda,  aluminium  foil ini  juga  berfungsi  sebagai  pengumpul arus/current collector
b. Elektroda    adalah  elektroda  yang  berupa karbon  dengan  luas  permukaan  yang  tinggi dan  bersifat  konduktif    dan  ditambahkan binder  atau  perekat,  sehingga  bila  muatan listrik  dihubungkan  pada  material,  medan listrik  yang  dihasilkan  berfungsi  seperti dielektrik  yang  membentuk  lapisan  ganda listrik dimana ketebalan lapisan ganda listrik tersebut  setipis  molekul.  Luas  permukaan lapisan karbon aktif adalah sangat besar yang menghasilkan  beberapa  ribu  meter  persegi per  gram.  Luas  permukaan  yang  besar  ini memungkinkan  penyerapan  sejumlah  besar ion.  Pengisian  /  pengosongan  terjadi  dalam lapisan  absorpsi  ion  yang  terbentuk  pada elektroda karbon aktif
c. Separator/pemisah,  bisa  berupa  plastik  atau kertas yang diremdam dengan elektrolit cair
Bila  potensial  listrik  diterapkan  pada  kedua elektroda, maka terjadi perbedaan potensial pada antarmuka  elektroda-elektrolit.  Pada  antarmuka elektrostatik  ini  terdiri  dari  lapisan  ganda  antara ion  dalam  elektrolit  dan  muatan  elektronik  pada elektroda.  Pada  supercapacitors,  penyimpanan energi  disebabkan  oleh  pemisahan  muatan elektronik  dan  ion  pada  antarmuka  antara
elektroda  aktif  permukaan-permukaan  yang tinggi dan larutan elektrolit.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Teknologi Superkapasitor
Superkapasitor  disebut  juga  sebagai  kapasitor elektrokimia lapis rangkap listrik, adalah perangkat  penyimpan  energi  secara  elektrokimia yang  berperan  dalam  memenuhi  kebutuhan energi  listrik  saat  ini.  Berbeda  dengan  baterai, superkapasitor  dapat  memberikan  rapatan  daya (>10kWkg-1)  dengan  proses  pengisian  dan pengosongan  muatan  yang  cepat  dan  tingkat kestabilan  yang  tinggi  (>10 6 siklus). (Vangari M dkk, 2012). Komponen utama dari superkapasitor adalah  permukaan  elektroda  yang  luas,  elektrolit yang  memberikan  muatan  ion,  dan  separator sebagai  pemisah  antara  permukaan  elektroda yang meningkatkan nilai kapasitansi.
Superkapasitor  menggunakan  lapisan  rangkap listrik  pada  antarmuka  elektroda  /elektrolit dimana  terjadi  akumulasi  ion  pada  permukaan elektroda  karena  adanya  tarikan  elektrostatik. Performan  dari  superkapasitor  berbahan  dasar karbon  aktif  sebagai  bahan  elektroda  di  berikan pada  Gambar  2.  (Zhou  dkk,  2013)  Luas permukaan  yang  tinggi,  memberikan  nilai kapasitansi  yang  tinggi  juga  jika  semua  pori dapat  diakses  oleh  ion  dan  material  karbon mempunyai tingkat kebasahan yang baik.(Frackowiak E, 2006).
Bahan  yang  paling  umum  digunakan dalam  supercapacitors  berskala  komersial  adalah karbon  aktif.  Karbon  aktif  sangat  murah  dan berasal  dari  berbagai  sumber  yang  tersedia (seperti sekam padi, tempurung kelapa, cangkang sawit  dan  lain  lain).  Karbon  aktif  mempunyai luas permukaan yang tinggi, porositas tinggi yang terbuat dari cincin heksagonal kecil yang disusun menjadi  lembaran  graphene.  Lembaran  ini  dapat diproduksi  dengan  berbagai  metode  pengolahan yang  menghasilkan  distribusi  dan  orientasi ukuran  pori  yang  bervariasi.Kapasitansi  dari lapisan  ganda  dapat  dilihat  sebagai  jumlah  dari masing-masing kapasitansi.(Boyea dkk, 2007)
Gambar 2. Performance sel dari superkapasitor
Setiap  elektroda  dapat  diperlakukan  sebagai kapasitor  tunggal  (C 1 )  dan  (C 2 )  dan  kapasitansi total akan bergantung pada elektroda dengan nilai yang lebih kecil sesuai persamaan:
Peningkatan  voltase  kapasitor  (U)  menyebabkan peningkatan  daya  yang  signifikan  (P) dan  energi (E)  karena  ketergantungan  berikut  (di  mana  Rs singkatan dari resistansi seri):

## dan
Pada  umumnya  dalam  larutan  elektrolitik  berair tegangan  kapasitor  tidak  dapat  melebihi  1  V, elektolit  organik  dapat  larut  dalam  air  dan memberikan  energi  dan  daya  yang  lebih  tinggi. Hanya saja larutan organik bahan dasar utamanya acetonitril mempunyai konduktifitas yang rendah sehingga kadang menurunkan nilai kapasitansi.
Berdasarkan  jenis  elektroda  dan  sifat elektrokimia, superkapasitor dibagi atas 3 jenis. i).  Electrochemical  double  layer  capacitor (EDLC)  menggunakan  luas  permukaan  yang besar  dari  bahan  elektroda  seperti  karbon  aktif dan turunannya untuk menyediakan penyimpanan muatan pada lapis rangkap listrik untuk mencapai pemisahan  muatan  pada  lapisan  lapisan  rangkap Helmhotz  dan  lapisan  difusi  pada  antar  muka antara  elektroda  dan  elektrolit.  ELDC  umumnya mempunyai  rapatan  dan  daya  yang  tinggi  dan siklus hidup yang lebih lama.
ii).  Pseudokapasitor,  menggunakan  elektroda sebagai  pengisian  logam  oksida  transisi  atau polimer  konduktif  yang  memberikan  reaksi redoks pseudo-kapasitansi.Pseudo-kapasitansi datang dari transfer muatan Faradai karena reaksi redoks  yang  reversibel  atau  sorpsi/desorpsi elektrokimia, Keuntungannya tipe ini memberikan  kapasitansi  spesifik  yang  besar, rapat  energy  dan  daya  yang  relatif  tinggi  namun waktu hidup yang lebih pendek.
iii).  Superkapasitor  asimaterik  atau  hibrid superkapasitor,  yang  mana  dirangkai  dari  dua elektroda  yang  tidak  sama    dan  dilengkapi dengan potensial kerja. (Rajkumar M dkk, 2015)
Material  elektroda  utama  untuk  kapasitor adalah karbon aktif (AC) tapi tidak mudah untuk mengontrol  porositasnya,  ukuran  pori,  dan perbandingan  mikor/meso.  Prinsip  penyimpana energi  pada  superkapasitor  adalah  akumulasi muatan  elektrostatik  pada  antarmuka  elektroda
42 | Jurnal Zarah , Vol. 6 No. 1 (2018)
dan elektrolite seperti pada Gambar 3. (Chen dan Dai Liming, 2013)
Gambar  3.  Skema  proses  charging/discharging dalam superkapasitor.

## Elektrokimia Superkapasitor
Helmholtz  menemukan  fenomena  lapis rangkap listrik secara elektrokimia dan menggambarkannya dengan menggunakan model di mana diasumsikan semua ion teradsorpsi pada permukaan elektroda. Ini identik dengan dielektrik  secara  konvensional  dari  struktur kapasitor.  Gouy  dan  Chapman  selanjutnya memodifikasi Model Helmholtz dengan memperhitungkan pergerakan ion dalam elektrolit  sebagai  solusi  dari  hasil  dari  kekuatan difusi dan kekuatan elektrostatik.
Persamaan
distribusi Boltzmann dimasukkan untuk menggambarkan secara analitis  hubungan  antara  konsentrasi  ion  dan potensial  listrik  lokal  dilapisan  difusi.  Stern menggabungkan  model  Helmholtz  dan  Model Gouy-Chapman,  dan  membagi  lapis  rangkap listrik menjadi dua karakter lapisan yang berbeda, yaitu  lapisan  Stern  (lapisan  Helmholtz)  dan penggunaan  lapisan  difusi  (Lapisan  Gouy- Chapman),  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  4. Lapisan Stern menjelaskan penyerapan ion secara spesifik  pada  permukaan  elektroda,  sedangkan lapisan  menggunakan  menggunakan  model Gouy-Chapman.  Total  kapasitansi  lapis  rangkap listrik  dapat  diperlakukan  sebagai  lapisan  Stern dan    difusi  menggunakan  kapasitansi  lapisan yang dihubungkan secara seri.(Conway, 1999 dan Simon, 2008)
Gambar  4.  Model  Lapis  rangkap  Listrik  dari Gouy-Chapman-Stern

## Karbon  Aktif  Sebagai  Bahan  Elektroda Superkapasitor
Material  karbon  aktif  pada  elektroda superkapasitor  dapat  dibuat  melalui  dua  proses yaitu  karbonasi  dan  diikuti  dengan  aktivasi. Pirolisis terjadi pada gas iner seperti nitrogen dan argon.  Aktivasi  biasanya  didapatkan  melalui proses  pada  temperatur  tinggi  dan  melibatkan aktivator  seperti  KOH,  NaOH,  ZnCL 2 ,  dan H 3 PO 4 .  Mekanisme  untuk  aktivasi  ini  berbeda, dengan  ZnCl 2 lebih  mengutamakan  ektraksi  dari molekul  air  dari  struktur    ligniselluolosa,  asam pospat  mengkombinasikan  secara  kimia  struktur lignosellulosanya.  Mekanisme  dengan  KOH adalah  mengaktivasi  karbon  yang  ada  lebih kompleks  dan  melibatkan  disintegrasi  struktur yang  diikuti  dengan  interkalasi  dari  gas  oksigen dari  gugushidroksida.    (Marsh  dkk,  2006). Beberapa  peneliti  melaporkan  bahwa  KOH sebagai  aktivator  dapat  meningkatkan  porositas serat karbon, karbon nanotube, dan graphene dan dapat memperbaiki performance dari superkapasitor namun ini tergantung kepada asal biomasanya  (Peng  dkk,  2013).  Selain  dari  jenis aktivator,  ukuran  partikel  dari  karbon  aktif  yang digunakan  sebagai  elektroda  superkapasitor  juga mempengaruhi  nilai  kapasitansinya,  seperti  pada pemanfaatan  karbon  dari  cangkang  kelapa  sawit sebagai bahan elektroda superkapasitor ditemukan  bahwa  semakin  kecil  ukuran  partikel maka  semakin  luas  permukaan  dan  memberikan nilai  kapasitansi  yang  lebih  besar  seperti  pada Tabel 1. (Aziz dkk, 2016)
Pada superkapasitor jenis precursor biomasa, jenis elektrolit juga sangat mempengaruhi  nilai  kapasitansi  dari  elektroda yang  dihasilkan  seperti  yang  dilaporkan  oleh Misnon  dkk  (2015).  Dilaporkan  juga  bahwa metoda  aktivasi,  jenis  aktivator,  kondisi  pirolisis memberikan  luas  permukaan  yang  berbeda terhadap  karbon  aktif  yang  dihasilkan,  dan  ini akan  memberikan  pengaruh  terhadap  nilai kapasitansi yang didapatkan. (Tabel 2).
Table 1. Perbandingan nilai kapasitansi dan luas permukaan  spesifik  terhadap  ukuran  partikel karbon cangkang kelapa sawit.
Ukuran partikel (µm) Luas permukaan spesifik (m 2 /g) Nilai kapasitansi (µF) 45 27,253 12.6976 63 15,677 3.746 90 9,356 0,041
Tabel 2. Perbandingan karbon aktif yang dihasilkan terhadap jenis precursor biomasanya.
Precursor biomasa Metoda aktivasi Kondisi Pyrolisis S BET (m 2 /g) C s (F/g) Elektrolit Referensi Serat pisang ZnCl 2 N 2 686 74 1 M Na 2 SO 4 Subramanian,  V  dkk, 2007 Serat pisang KOH N 2 135 156 1 M KOH Chaitra, K dkk, 2016 Kulit kopi ZnCl 2 N 2 842 156 6 M KOH Jisha, M. R dkk 2009 Kulit kacang pistacio KOH N 2 1009 125 HNO 3 Wu, F.C dkk, 2005 Sekam padi NaOH N 2 1886 210 3MKCl Guo, y dkk, 2003 Daun teh KOH Ar 2841 330 2 M KOH Peng, C dkk 2013 Kayu cemara Steam O 2 1130 142 1 M HNO 3 Wu, F.C dkk, 2005 Biji kopi ZnCl 2 N 2 1019 368 1 M H 2 SO 4 Elmouwahid,  A  dkk, 2012 Tempurung kelapa Steam N 2 1532 228 6 M KOH Mi J, dkk, 2012 Kulit ginko KOH N 2 1775 365 6 M KOH Jiang L dkk, 2013 Cangkang kelapa sawit KOH O 2 27,253 12,69 0,3 HNO 3 Aziz, H dkk, 2017 Cangkang kelapa sawit NaOH O 2 38,10 43,792 0,3 HNO 3 Aziz, H dkk, 2016
Pada  Tabel  2,  berbagai  jenis  precursor biomassa  memberikan  nilai  kapasitansi  yang berbeda,  metoda  aktivasi  juga  memberikan  nilai kapasitansi yang berbeda, seperti pada perlakuan dengan  sumber  karbon  dari  cangkang  kelapa sawit,  dimana  perbedaan  aktivator  yaitu  KOH dan  NaOH  memberikan  luas  permukaan  yang berbeda  seiring  dengan  nilai  kapasitansi  yang diberikan.  Pada  cangkang  kelapa  sawit  dengan menggunakan  aktivator  NaOH  memberikan pengaruh  terhadap  luas  permukaan  yang  lebih besar  sehingga  nilai  kapasitansi  juga  menjadi lebih besar.
Karbon  berpori  secara  komersial  banyak digunakan  sebagai  adsorben  dan  juga  sebagai bahan  elektroda  pada  superkapasitor,  karbon berpori  umunya  didapat  secara  aktivasi  yang umumnya  melalui  methoda  aktivasi  karbonasi. Proses  karbonasi  adalah  yang  sederhana  dan murah  dengan  temperatur  pemanasan  yang rendah  (biasanya  500-1000°C).    Bagaimanapun proses  aktivasi  akan  menjadi  mahal  apabila menggunakan  agen  pengaktivasi  atau  aktivator dan  menghasilkan  luas  permukaan  yang  besar sampai  1000-300m 2 /g.  Adanya  aktivator  ini memberikan  biaya  yang  mahal  dan  dan  merusak lingkungan  karena  adanya  sejumlah  alkali  yang digunakan.  Zhang  dkk,  melaporkan  bahwa perlakuan  yang  sederhana  terhadap  sekam  padi melalui  proses  aktivasi  secara  karbonisasi langsung      dapat  memperkecil  zat  kimia  yang digunakan.  Mekanisme  metoda  karbonisasi- aktivasi ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Luas  permukaan  yang  besar  dan  volume pori  yang  tinggi  pada  karbon  berpori  dari  sekam padi dihasilkan dari metoda karbonisasi langsung tanpa  aktivasi.  Hal  ini  dikarenakan  peranan aktivasi sendiri dari sekam padi yaitu pada lignin dan  selulosa  oleh  molekul  air  dan  CO 2 selama proses karbonisasi.
Gambar 5. Mekanisme metoda karbonasi-aktivasi dan  karbonisasi  langsung  untuk  pembuatan karbon berpori.

## Larutan  Ionik  Sebagai  Elektrolit  Pada Superkapasitor
Elektrolit  adalah  larutan  yang  mengandung  ion yang berperilaku sebagai media elektrik konduktif.  Elektrolit  dalam  kimia  umumnya  ada sebagai larutan asam, basa, atau garam. Elektrolit
Karbonisasi-aktivasi Karbonisasi Langsung Pretreatmen Pretreatmen KOH, NaOH...      700-900°C Aktivasi 700-900°C Post-treatment Post-treatment
44 | Jurnal Zarah , Vol. 6 No. 1 (2018)
yang  digunakan  pada  supercapacitor  dapat memainkan  peran  penting  dalam  mencapai rapatan  daya  dan  energi  yang  diinginkan.  Jika elektrolit  rusak  pada  voltase  yang  relatif  rendah, sel superkapasitor mungkin tidak memiliki energi atau kerapatan daya yang cukup tinggi. Proses ini adalah  difusi  dan  pergerakan  ion-ion  ini  yang memungkinkan terbentuknya muatan yang berlawanan  pada  antarmuka  elektroda  yang menyebabkan  penyimpanan  muatan.  Bila  tidak ada  bias  potensial  yang  diterapkan  pada superkapasitor, ion-ion dalam elektrolit didistribusikan  secara  acak.  Begitu  ada  bias potensial,  anion  tertarik  ke  lapisan  elektroda positif  dan  kation  sebaliknya  beralih  ke  lapisan elektroda  negatif.  Dengan  demikian,  faktor  yang menghambat  gerak  ion  dapat  menyebabkan superkapasitor berperforma buruk. Dengan mekanisme  yang  melibatkan  difusi  melalui materi  (dalam  hal  ini  ion  melalui  membran pemisahan,  atau  ke  lokasi  adsorpsi  elektroda), beberapa  parameter  dapat  mempengaruhi  gerak ionik:  ukuran  ion  elektrolit,  viskositas  elektrolit, keterbasahan  permukaan,  dan  berat  molekul elektrolit.  Superkapasitor  yang  ideal  memiliki luas  permukaan  tinggi  yang  memungkinkan dengan  sebanyak  mungkin  ion  dapat  mencapai permukaan  elektroda  tanpa  adanya  hambatan sifat  kimiawi (struktur ikatan,  massa, reaktivitas, keasaman,  dll.)  Elektrolit  menjadi  perhatian untuk  melihat  bagaimana  pengaruhnya  terhadap pergerakan ion melalui membran pemisah/separator  dan  permukaan  elektroda. Sampai  batas  tertentu,  ada  distribusi  ion  lapisan diffusi pada elektroda. Suatu jenis elektrolit yang disebut  cairan  ionik  suhu  ruangan  dapat digunakan pada superkapasitor. Cairan ini adalah larutan  elektrolit  dengan  suhu  leleh  di  bawah suhu kamar.(Boyea dkk, 2007)
Cairan  ionik  saat  ini  dianggap  sebagai  suatu keterbaruan  sifat  elektrolit  misalnya  tegangan. Apabila  ditambahkan  sedikit  asetonitril  maka akan  meningkatkan  kapasitansi  supercapacitor secara  signifikan,  Tahanan  listrik  menjadi meningkat karena viskositas tapi apabila dilakukan  pada  suhu  tinggi  (40-60 ° C)  hal  ini dapat  diturunkan  namun  asetonitril  tidak  bagus secara ekologi.
Performa sebuah superkapasitor dapat disesuaikan  dengan  mengubah  sifat  elektrolit. Sebuah  superkapasitor  dapat  memanfaatkan larutan  atau  elektrolit  organik.    Elektrolit  seperti H 2 SO 4 dan KOH, umumnya memiliki ESR/tahanan seri yang lebih rendah dan memiliki ukuran  pori  lebih  kecil  dibandingkan  dengan
elektrolit  organik,  seperti  asetonitril.  Namun, larutan elektrolit  juga memiliki tegangan breakdown  yang  lebih  rendah.  Oleh  karena  itu, pemilihan  antara  larutan  elektrolit  atau  organik, harus mempertimbangkan kapasitansi, dan tahanan  dalam.  Performa  superkapasitor  dapat diuji  dengan  sistem  yang  berbeda,  misal galvanostatik  charging/discharging  (CV)  dan dengan
EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy).
Sistem pengukuran akan menghasilkan  performance  dari  kapasitansi spesifik, jendel potensial stabilitas charging/discharging,  waktu  pemakaian  dan tahanan listrik dari superkapasitor.
Hal  ini  dapat  dilihat  dari  kurva  CV  apabila menunjukkan  bentuk  persegi  panjang  sedikit terdistorsi tanpa puncak, menunjukkan gambaran kapasitor  lapisan  ganda  yang  ideal  dalam  proses pengisian  dan  pengosongan  tanpa  adanya  reaksi redoks pada permukaan elektroda.
Contoh percobaan voltametri pada laju pemindaian  potensial  dari  2  sampai  20  mV  s -1 untuk karbon C 1 dalam media organik (1 mol L -1 TEABF 4 dalam  asetonitril)  ditunjukkan  pada Gambar  6.  Bentuk  persegi  yang  sempurna  dari karakteristik  membuktikan  transfer  muatan  yang baik. (Frackowiak E, 2006)
Gambar  6.  Karakteristik  voltammetri  dari capasitor  C1  ( dalam    media  organik  1  molL -1 TEABF 4 dalam  asetonitril) karbon  aktif  dengan pada laju scan yang berbeda.

## KESIMPULAN
Superkapasitor  memiliki  pontesi  yang  besar untuk dikembangkan menjadi piranti penyimpanan  energi  listik  karena  memiliki  rapat energi  dan  rapat  daya  yang  besar,  waktu pengecasan  yang  lebih  pendek,    serta  memiliki siklus hidup yang lebih panjang  daripada baterai. Penggunaan karbon aktif sebagai bahan elektroda superkapasitor  merupakan  terobosan  baru  dalam peningkatan kinerja superkapasitor karena menggunakan  sumber  biomassa  yang  mudah didapatkan  dan  kemudahan  dalam  pengaturan ukuran  pori  sehingga  memperluas  permukaan yang meningkatkan  nilai  kapasitansi  dari
superkapasitor.  Pemilihan  jenis  pelarut,  metoda aktivasi,  jenis  aktivator  dan  perlakuan  selama karbonasi  dan  pirolisis  menentukan  karbon  aktif yang dihasilkan. Performance dari superkapasitor dapat dilihat dari kurva siklik voltamogram yang berbentuk  persegi  panjang  tanpa  puncak  yang menunjukkan  bahwa  superkapasitor  yang  ideal dalam  proses  pengisian  dan  pengosongan  tanpa adanya reaksi redoks pada permukaan elektroda.

## DAFTAR RUJUKAN
Aziz,  H.,  Tetra,  O.N.,  Alif.  A.,  Syukri  and Ramadhan, W. (2016). Electrical Properties  of  Supercapacitor  Electrode- Based  on  Activated  Carbon  from  Waste Palm Kernel Shells. Der Pharma Chemica . 8(15):227-232
Aziz,  H.,  Tetra,O.N.,  Alif,  A.,  Syukri  dan Perdana, Y.A. (2017). Performance Karbon  Aktif  Dari  Limbah  Cangkang Kelapa  Sawit  Sebagai  Bahan  Elektroda Superkapasitor. Jurnal Zarah. 5.(2). 1-6 Boyea,  J.M.,  Camacho,  R.E.,  Turano,  S.P.,  adn ready,  W.J.  (2007).  Carbon  Nanotube- Based  Supercapacitors:  Technologies  and Markets, Nanotechnology Law & Business March 2007
Chen,  T.,  dan  Dai,  Liming.  (2013).  Carbon nanomaterials for high-performance supercapacitors. Material  Today ,  16  (7). 272-283
Conway, B.E. (1999). Electrochemical Supercapacitors:  Scientiﬁc  Fundamentals And  Technological  Applications.  New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. Frackowiak, E. (2006). Supercapacitors Based on
Carbon  Materials  and  Ionic  Liquids .  J. Braz. Chem. Soc , 17 (6), 1074-1082. Frackowiak,  E.,  Béguin.  F.(2001).  Carbon materials for the electrochemical storage of energy  in  capacitors. Carbon. 39(6):937– 50.
Zhou,  Z.,  benbouzid,  M.,  Charpentier,  J.  F., Scuiller, F., Tang, T. (2013). A Review of energy  storage  technologies  for  marine current  energy  systems.  Renewable  and suistanable reviews, 18. 390-400
Chaitra,  K.,  Vinny,  R.T.,  Sivaraman,  P.,
Narendra,  R.,  Chunyan  Hu.,  Krishna Venkatesh.,  Vivek,  C.S.,  Nagaraji,  N., Kathyayini,  N.  (2016).  KOH  activated carbon  derived  from  biomassa-banana fibers  as  an  efficient  negative  electrode  in
high  performance  asymmetric.  Journal  of energy chemistry, 6(1). 1-7 Indah  Sari,  F.N.,  dan  Ming  Ting,  J.(2016).
Surface  &  Coating  Technology,  303,  176- 183
Jiang, L., Yan, I., Hao R., Xue G., Sun. G., Yi, B. (2013),  High  Rate  Performance    activated carbonc  prepared  from  ginkgo  shell  for electrochemical  supercapacitors, Carbon . 56, 146-154
Jisha, M.R., Hwang, J.H., Shin, J.S., Nahm, K.S.,
Kumar  P.,Katikheyan,  K.,  Dhanikaivelu, N.,  Kalpana,  D.,  Renganathan,  N.G.,
Stephan, A.N.(2009). Electrochemical Characterization Of Supercapacitors Based On  Carbon  Derived  From  Foffe  Shell.
Mater. Chem.Phys , 115. 33-40 Liu,  N.,  Shen.  J.,  dan  Liu,  Dong.  (2013).
Activated  High  Spesific  Surfaces  Area Carbon  Aerogels  For  Edlcs, Mikroporous And Mesoporous Materials , 167, 176-181. Mi, J.,  Wang,  X.R.,  Fan, R.J.,  Qu,  W.H. (2012).
Coconut Shell Based Porous Carbons With A  Tunable  Micro/Mesopore  Ration  For High-Performance
Supercapacitors. Energy Fuels. 26. 5321-5330
Peng,  C.,  Yan,  X.B.,  Wang,  R.T.,  Lang,  J.W.,
Jing  Ou.  J.,  Ji  Xue,  Q.  (2013).  Promising Activated  Carbons  From  Waste  Tea- Leaves  And  Their  Applicatio  In  High Performance  Supercapacitors  Electrodes. Electrochimica Acta, 87, 401-408. Rajagopal,  R.R.,  Aravinda,  L.S.,  Rajarao,  R., Bhat,  B.  R.,  dam  Sahajwalla,  R.  (2016). Activated  Carbon  Derived  From  Non Metallic  Printed  Circuit  Board  Waste  For
Supercapacitor Application. Electrochimica Acta , 211, 488-498. Rajkumar, M., Hsu, C.T., Wu, T.H., Chen, M.G, Hu,  C.C.(2015).  Advanced  Materials  For Aqueous Supercapacitors In The Asymmetric Design, Materials International , 25, 527-544.
Simon  P,  Gogotsi  Y.  (2008).  Materials  For Electrochemical Capacitors. Nat Mater . 7. 845–54.
Subramanian, V., Luo, C., Stephan, A.M., Nahm, K.S., Thomas, B., Wei. (2007). Supercapacitors  From  Activated  Carbon Derived From Banana Fiber. J. Phys Chem
C 111, 7527-7534
Syarif,  N.  (2014)  Performance  of  Biocarbon based electrodes for electrochemical capacitor. Energy Procedia, 52. 18-25
46 | Jurnal Zarah , Vol. 6 No. 1 (2018)
Teng,  Y.,  Liu,  E.,  Ding,  R.,  Liu,  K.,  Liu,  R., Wang,  Luo.,  Yang,  Z.,  Jiang,  H.  (2016).
Bean Dregs-Based Activated Carbon/Copper Ion Supercapacitors.
Electrochimica Acta , 194, 394-404.
Tetra, O.N., Aziz, H., Emriadi, Wahyuni, H., and
Alif,  A.  (2016).  Performance  of  TiO 2 -
Carbon on Ceramic Template with Sodium Hydroxide  Activation  as  Supercapacitor Electrode Materials. Der Pharma Chemica . 8(17).26-30
Tetra,O.N.,  Syukri,  Alif,  A.,  Fristina,  R.,  and Aziz,  H.  (2017).  Utilization  Of  Porous Carbon  From  Waste  Palm  Kernel  Shells On  Carbon  Paper  As  A  Supercapacitors Electrode  Material. IOP  Conf.  Series: Earth  and  Environmental  Science 65 012053
Van,  L.K.,  &  Luong  Thi,  T.T.(2014).  Activated
Carbon  Derived  From  Rice  Husk  By NaOH  Activation  And  Its  Apllication  In Supercapacitor. Materials  International , 24, 191-198
Vangari, M., Pryor,T., dan Jiang, L.
Supercapacitors  :  review  of    materials  and fabrication  methods,  J.  Energy  Eng,  139, 72-79 Vuorilehto, K.,
Nuutinen, M. (2014)
Supercapacitors-Basics  And  Applications,
Skeleton Tech, Bautzen 23.1
Zhang,  J.,  Zhang,  W.,  Zhang,  H.,  pang,  J.,  Cao, G., Han, M., dan Yang, Y.(2017), A Novel Synthesis  Of  Hierarchical  Porous  Carbon From Resol By Potassium Acetate Activation For High Perfromance Supercapacitor  Electrodes, Journal  Of Alloys And Compounds, 712, 76-81 Zhang, A., lin, N., Liu, D., Xu, J., Sha, J., Yin, J.,
Tan,  X.,  Yang,  H.,  Lu,  H.,  dan  Lin  H (2017). Direct Carbonization Of Rice Husk To Prepare Porous Carbon For
Supercapacitor  Applications. Energy, 128, 618-625.