Abstrak —Media  penyimpanan  energi  listrik  merupakan  salah satu  material  yang  perlu  dikembangkan di era ini. S alah satu media penyimpanan listrik adalah electric double layer capasitor (EDLC). Graphene adalah  material  karbon  berlapis  tunggal yang  memiliki  sifat-sifat  unggul  dalam aplikasi EDLC karena konduktifitas  listrik  dan  luas  permukaan  aktif  yang  tinggi. Pendopingan graphene dengan  boron  diharapkan  mampu meningkatkan konduktifitas listrik dengan mekanisme penambahan  jumlah hole ,  sehingga  penelitian  ini  bertujuan untuk mengetahui pengaruh pendopingan boron pada graphene terhadap  sifat  kelistrikannya  dan  struktur graphene .  Metode hummer  yang  dimodifikasi  diikuti dengan proses hydrothermal digunakan  untuk  mensinte sis reduced  graphene  oxide (rGO). Penelitian  ini  menggunakan  larutan  asam  borik  H 3 BO 3 1M sebagai media pendoping arom  boron  dengan  variasi penambahan  1  ml,  2  ml,  3  ml.  Material  yang  disintesis dikarakterisasi  dengan  menggunakan  XRD,  S EM-EDX,  FTIR, FPP,  dan  CV.  S ifat  kapasitif  elektroda  diukur  dengan melakukan  uji  CV  dengan  rentang scan rate  5, 10, 50 dan 100 mV/s.  Hasil  Penelitian  ini  menunjukan  bahwa  doping  boron berhasil  meningkatkan  kapasitansi  spesifik  dari  164.2  F/g sebelum didoping menjadi 192.5 F/g setelah didoping boron 4.37 at% dengan larutan Na 2 S O 4 1M pada scan rate 5 mV/s.
Kata  Kunci — Graphene,  rGO,  Superkapasitor,  EDLC,  Doping, Boron, Kapasitansi.

## I. PENDAHULUAN
EMILIHAN  material  akan  berdampak  pada  isu  mengenai pemanfaatan  energi  yang  lebih  efisien,  mulai  dari  sumber energi baru, terobosan energi alternatif, sampai pengembangan media  penyimpanan  energi.  Media  penyimpan  energi  yang dipakai  pada  alat  elektronik  sehari-hari  adalah  baterai  dan kapasitor.  Selama  ini  baterai  memang  dianggap  efektif  untu k menjadi  sumber  daya  bagi  alat  yang  membutuhkan  voltase rendah.  Namun,  terdapat  kelemahan  jika  sering  dipakai  maka baterai  akan  mengalami voltage drop . Adanya superkapasitor yang  dipasang  pada  baterai  akan meningkatkan performa dan umur pakai baterai.
Superkapasitor merupakan teknologi baru yang dikembangkan  dari  kapasitor  konvensional.  Kapasitor  ini memanfaatkan permukaan elektroda yang luas dan konduktifitas  listrik  yang  tinggi  untuk  mencapai  nilai
kapasitansi  yang  jauh  lebih  besar  daripada  kapasitor konvensional.  Hal  ini  dikarenakan  kapasitas  penyimpanan muatan  yang  sangat  besar,  proses  charge-discharge  yang cepat dan tahan lama diantara kapasitor biasa. Keunggulan ini membuat  superkapasitor  telah  digunakan  secara  luas  dalam berbagai  bidang  khususnya  bidang  teknologi  digital,  mesin listrik dan peralatan militer dan luar angkasa. Riyanto [1]
Graphene adalah material karbon dengan satu lapisan yang memiliki  bentuk  kisi  heksagonal,  struktur  dua  dimensi  ini muncul  akibat  mengalami  hibridasi  sp2. Graphene memiliki keunggulan  karena  mempunyai konduktivitas listrik  yang tinggi  dan  rendahnya  gangguan, yang membuat graphene ini tidak  mengalami  perubahan  dan  kerusakan  dalam aplikasinya. Selain itu graphene memiliki mobilitas pembawa intrinsik yang tinggi  (200.000  cm 2 V -1 s -1 ),  transmitansi  optik  besar  (97,7%), Luas  permukaan  spesifik  secara  teoritis  (2630  m 2 g -1 ),    dan alasan  kekuatan  mekanik  yang  superior  [2].  Hal  ini mengakibatkan  proses  pengisian  muatan  yang  cepat  karena luasnya permukaan aktif sebagai pengisi elektroda saat proses charging-discharging [3].
Pendopingan heteroatoms dalam  material  nanostruktur karbon dapat meningkatkan efektifitas dari media penyimpanan energi dalam superkapasitor. Dengan doping atom boron dalam nanosheets dapat meningkatkan hingga 100% sifat kapasitansi yang  semula  dari  53  F/g  (1  A/g)  pada thermally  reduced graphene  nanostructure menjadi  113  F/g (1 A/g) pada boron doped  graphene [4].  Dari  penelitian  diatas  maka  perlunya penelitian  lebih  lanjut  untuk  pengembangan  bahan graphene dengan doping boron guna meningkatkan sifat kapasitansinya untuk  aplikasi  superkapasitor  dengan  metode  lain  agar didapatkan  hasil  yang  lebih  signifikan  dari boron  doped graphene , sehingga penelitian ini memiliki manfaat manghasilkan  material graphene dengan  doping  atom  boron yang memiliki sifat kapasitif yang baik untuk aplikasi elektroda superkapasitor.

## II. METODE PENELITIAN
A. Sintesis Grafit Ok sida
GO disintesis  dengan  menggunakan  modifikasi  metode Hummer . 2 gr grafit direaksikan dengan 80 ml H 2 SO 4 98% dan 4 gr  NaNO 3 dengan  pengadukan  selama  4  jam  pada  kondisi temperatur  dibawah  20 0 C  sehingga  harus  menggunakan ice

## Analisa Pengaruh Doping Boron Terhadap Sifat Kapasitif Material Graphene untuk Aplikasi Superkapasitor
Yurian Ariandi Andrameda, Diah Susanti, Haniffudin Nurdiansah Departemen Teknik Material, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : santiche@mat-eng.its.ac.id
P
bath .  Setelah  pengadukan  berlangsung  2  jam  8  gr  KMnO 4 ditambahkan  secara  bertahap.  Reaksi  asam kuat H 2 SO 4 denga KmnO 4 akan  membentuk  agen  oksidator  yang  sangat  reaktif, Mn 2 O 7 .
Agar  Oksidasi  berlangsung  sempurna  maka  pengadukan dilanjutkan  hingga  24  jam  pada  temperatur  35 0 C.  Kemudian dilakukan penambahan 200 ml aquades secara bertahap. Reaksi antara  aquades  dan  H 2 SO 4 merupakan  reaksi  endotermik sehingga akan terjadi kenaikan temperatur hingga 98 0 C. Untuk menghilangkan sisa KMnO 4 maka kedalam larutan ditambahkan 15 ml H 2 O 2 30% sehingga larutan berubah warna dari coklat tua menjadi kuning cerah disertai gelembung-gelembung. Selanjutnya larutan disentrifuge untuk memisahkan fasa padat dan  cair  dan  dilanjutkan  dengan  proses  pencucian  dengan aquades  secara  berulang  dengan  tujuan  penetralan  pH  dan mereduksi  sisa  SO 4 2- .  Selama  proses  pencucian  terjadi eksfoliasi  GO  sehingga  GO  semakin  mengental.  Apabila  pH sudah netral dan tidak terbentuk endapan putih BaSO 4 setelah titrasi  dengan  BaCl 2 1M  maka  GO  siap  didrying  pada  110 0 C selama 12 jam. [5][6]
B. Sintesis Reduced Graphene Oxide (rGO) dan Boron rGO Reduced  graphene  oxide disintesis  dengan  cara  meng- exfoliated grafit  oksida  dengan  proses  ultrasonikasi  menjadi graphene oxide,  kemudian  dilanjutkan  dengan  mereduksi graphene oxide menjadi Reduced graphene oxide (rGO). Grafit oksida  direduksi  untuk  mendapatkan graphene oxide dengan cara  stiring  selama  1  jam  yang  sebelumnya  0,1  gram  grafit oksida telah di larutkan dalam 100 ml aquades. Setelah itu grafit oksida  yang  sudah  terlarut  dalam  aquades  dilakukan  proses ultrasonikasi  selama  2  jam  yang  berfungsi  untuk  mengelupas ( exfoliate )  grafit  oksida  menjadi  lembaran-lembaran  kecil graphene  oxide .  Lalu  endapan  di hydrothermal selama 4 jam pada temperatur 200°C. Kemudian diultrasonikasi lagi selama 1 jam lalu dilakukan drying.
Dalam pembuatan boron doped reduced graphene oxide (B- rGO)  memiliki  proses  yang  sama  dengan  sintesis  rGO  tetapi dengan  tambahan  proses   dimana  dilakukan  penambahan larutan boric acid (H 3 BO 3 ) 1 M  dengan variasi 1 ml, 2 ml dan 3 ml  setalah  proses ultrasonikasi. Selanjutnya, dilakukan proses stirring kecepatan sedang dengan temperatur 70 o C agar proses reaksi berjalan sempruna dan cepat.
C. Pembuatan Elek troda
Dibuat  larutan  dengan  perbandingan reduced  graphene oxide (rGO)  1  mg  dengan  1  ml  aquades. Kemudian di stirring selama 1 jam agar larutan homogen. Nick el foam ukuran 5x1 cm yang  berfungsi  sebagai  elektroda  disiapkan.  Penimbangan massa  awal nick el  foam dilakukan  untuk  mengetahui  berapa banyak  massa  rGO  yang  nanti  terdeposisi. Nick el foam yang telah ditimbang dicelupkan  kedalam larutan rGO. Ultrasonikasi kemudian dilakukan selama 30 menit untuk mendepositkan rGO kedalam  pori-pori nick el  foam .  Setelah  itu  dilakukan  proses drying dengan  cara  memasukan  nickel  foam  ke  dalam muffle furnace,  drying selama 12  jam  dengan  temperatuter  120 o C. Elektroda  yang  sudah  siap  dilakukan  pengujian Cyclic Volummetery (CV) dengan larutan elektrolit Na 2 SO 4 1M.

## D. Pengujian dan Karak terisasi Penelitian
Pengamatan  struktur  grafit,  grafit  oksida,  rGO  dan  B-rGO dilakukan  menggunakan  XRD.  Pengamatan  difraksi  sinar-X dilakukan  pada sudut 2θ = 5 0 – 90 0 dengan λ Cu-Kα = 1.54060 Å.  Pengamatan  morfologi  dilakukan  menggunakan  instrumen SEM Inspect S5.  Dilakukan  pengujian Fourier-Transform Infrared (FTIR) beruntuk untuk mengetahui gugus fungsi yang terbentuk  selama  proses  sintesa.  Pengujian  ini  menggunakan mesin  Nicolet IS10 dengan range panjang gelombang sebesar 500-4000  cm -1 .  Pengujian Scannning  Electron  Microscope (SEM) dilakukan pada sampel grafit, grafit oksida,  rGO, B-rGO, dan elektroda nick el foam – reduced graphene oxide (Ni-rGO), serta  Ni-B—rGO.  Alat  yang  digunakan  dalam pengujian SEM yaitu INSPECT S50. Sedangkan untuk menentukan konduktifitas  listrik Graphene dilakukan pengujian Four Point Probe.  Pengujian  untuk  mengetahui  nilai  kapasitansi  juga dilakukan dengan menggunakan instrument Cyclic Voltammetry (CV) AUTOLAB PG STAT 302 METHROM..

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Hasil Pengujian XRD
Perbandingan hasil uji XRD pada sampel grafit, grafit oksida, dan  rGO  ditunjukkan  pada Gambar  1. Terlihat  bahwa  sampel grafit memiliki peak tertinggi (002) pada 2θ = 26.53 o dan d spacing = 3.58 Å. Peak grafit yang dihasilkan memiliki bentuk yang tajam dan  intensitas  tinggi,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  grafit  yang digunakan memiliki struktur yang kristalin dan kemurnian yang baik. [7].
Gambar 1. Pola pengujian XRD pada sampel rGO dan B-rGO
Setelah  proses  oksidasi  pada  grafit  maka  grafit  berubah menjadi grafit oksida. Puncak dari grafit (002) akan sepenuhnya berubah  menjadi  puncak  (001)  pada  2θ  =  11.74 o dan  d spacing = 7.53  Å.  Perubahan  posisi  puncak,  nilai  d spacing dan  intensitas dipengaruhi  oleh  gugus   fungsional  oksigen  (-OH)  yang diakibatkan  oleh  proses   oksidasi  dalam  grafit.  Gugus-gugus fungsi  ini  juga  akan  mengakibatkan  pelebaran  struktur  kristal pada  grafit  oksida  sehingga  memiliki  d spacing yang  lebih  lebar apabila dibandingkan dengan grafit murni [8]
Grafit  oksida  lalu  direduksi  sehingga  didapatkan  rGO  yang memiliki  puncak  (002)  pada  2θ  =  25.20 o dan  d spacing =  3.53  Å. Tidak  ada  lagi  puncak  grafit  oksida  (001)  pada  2θ  =  11.74 o .
Menurunnya  intensitas  pada  rGO terjadi  karena  jumlah layer rGO  yang  semakin  berkurang  dan  terjadinya  penurunan  nilai d spacing diakibatkan  proses chemical exfoliation dan  juga struktur kristal rGO yang cenderung memiliki struktur amorf. Hasil  dari  jarak  antar layer dibandingkan  dengan  seluruh sampel grafit, grafit oksida, dan rGO ditunjukan dalam Tabel 1. T abel 1.
Hasil Perhitungan Nilai Dspacing Dari Sampel Grafit, Grafit Oksida, Dan
rGO No Sampe l Sudut Difraksi 2θ ( o ) d spacing (Å) 1 Grafit 26.53 3.36 2 Grafit Oksida 11.74 7.54 3 rGO 25.20 3.53
Selanjutnya,  pada Gambar  2 menunjukkan  perbandingan antara  sampel  rGO dengan B-rGO dengan penambahan H 3 BO 3 1M sebanyak 1 ml, 2 ml, dan 3 ml.
Gambar 2. Pola pengujian XRD pada sampel rGO dan Variasi B-rGO
Hasil  XRD  perbandingan  antara  sampel rGO dengan B-rGO hampir  tidak  memiliki  perbedaan  yang  signifikan.  Tetapi  jika diamati, sampel memiliki perbedaan pada d spacing dan Crystallite Size seperti yang ditunjukkan Tabel 2
T abel 2.
Nilai d spacing dan Crsystallite Size (D) rGO dan Variasi B-rGO
No Sampe l 2θ ( o ) d spacing (Å) FWHM (rad) D(nm) 1 rGO 25.20 3.53 0.04393 32.30 2 B-rGO 1 25.06 3.55 0.04558 31.14 3 B-rGO 2 24.72 3.60 0.04619 30.75 4 B-rGO 3 24.54 3.63 0.04868 29.18
Pada  grafik  XRD  rGO  dan  B-rGO  juga  terlihat  adanya perubahan  FWHM  (broadening) akibat dari pertambahan nilai doping.  Hal  ini  dapat  didapatkan  dengan  persamaan Scherrer pada Persamaan 2 . [9]
D = (2)
Dimana   :  D   = Ukuran Kristal λ    = Panjang gelombang Cu-Kα (1.54060 Å) B   = FWHM (rad)
K   = konstanta Scherrer dengan nilai 0.9
Tabel 2 , pada ke-empat peak secara umum terjadi pergeseran derajat  ke  yang  lebih  rendah  saat  terjadi  nilai  pendopingan. D spacing akan  bertambah  besar  dikarenakan  keberadaan  atom- atom pendoping lain pada rGO memiliki jari-jari atom yang lebih besar dari karbon sehingga atom boron telah berhasil didoping pada  rGO.  Hal  ini  sesuai  dengan  teori  dimana  atom  boron memiliki ukuran atom yang lebih besar [10]
Tabel 2 juga menunjukkan hasil perhitungan crystallite size dari sampel rGO dan B-rGo. pendopingan boron pada rGO akan menghasilkan defect sehingga  mengecilkan Crystallite  Size pada  rGO. Defect ini  akan  mengakibatkan  ketidakseragaman panjang  ikatan  pada  rGO  karena  adanya  atom-atom  C  yang hilang  selama  proses  pendopingan  dan  kekosongan  pada kristal  yang  tidak  seluruhnya  tertutup  oleh  atom  boron. Sedangkan pada proses sintesis rGO tanpa pendopingan akan menghasilkan defect yang  lebih  sedikit  karena  tidak  ada pengaruh pemaksaan masuknya atom boron pada rGO. [11]
B. Hasil Pengujian FTIR
Gambar 3 menunjukkan spectrum IR dari sampel grafit, grafit oksida  dan reduced  graphene  oxide (rGO).    Dari  gambar menunjukkan bahwa grafit memiliki spectrum IR yang rapih dan hanya  menunjukkan  peak  ikatan  C-O  (Strech  Alkoxy) dengan panjang gelombang 1043 cm -1 .
Grafit Oksida memunculkan beberapa peak gelombang yang diidentifikasi  sebagai  ikatan  O-H  dengan  panjang  gelombang 3552  cm -1 ,  ikatan  C-O  dengan  panjang  gelombang  1037  cm -1 , ikatan  C=C  (Aromatic)  dengan  panjang  gelombang 1532 cm -1 , ikatan  C=O  (Carbonyl)  dengan  panjang  gelombang  1694  cm -1 dan ikatan selain peak tersebut pada grafit oksida muncul peak pada panjang gelombang 2339 cm -1 yang dapat diidentifikasikan  sebagai  gas  CO 2 (O=C=O)  yang  berikatan diantara  kisi  grafit  oksida.  Gugus  ini  bukan  merupakan komponen  dari  rGO,  namun  gas  CO 2 dari  lingkungan  yang menempel pada permukaan graphene.  [12]
Saat  dilakukan  proses  reduksi  dan  juga exfoliated pada grafit oksida akan menghilangakan ikatan-ikatan O-H sehingga tidak terlihat lagi pada spectrum rGO. Selain itu Pada rGO tidak lagi  menunjukkan  absorbansi  pada 2339 cm -1 yang merupakan gugus  ikatan  CO 2 (O=C=O),  hal  ini  menunjukkan  bahwa sintesis rGO telah berhasil menghilangkan ikatan O-H dan juga CO 2 yang terperangkap [13] Gambar  4 menunjukan hasil  pengujian  FTIR  pada  sampel rGO  dan  B-rGO.  Terlihat  pada  seluruh sampel rGO dan B-rGO dengan  penambahan  H 3 BO 3 1  ml, 2 ml dan 3 ml memiliki peak spectrum IR yang seragam di ikatan C-O, C=C dan C=O .
Pada  seluruh  B-rGO  memiliki  ikatan  –B  yang  berada  pada panjang  gelombang  ikatan  C-B  dengan  panjang  gelombang 1057  cm -1 ,  ikatan  C=B  ( Aromatic ) dengan panjang gelombang 1572  cm -1 .  Peak  –B  akan  memiliki  kemiripan  dengan  peak  –C pada  rGO  karena  atom  boron  yang  bersifat  n on-organik sehingga  sulit  untuk  terbaca  oleh  spectrum  IR.  Boron  yang telah  terdoping  akan  mengikat  atom  karbon  dan  karena
jumlahnya  yang  sedikit maka ikatan boron akan sukar terlihat.
[14]
Gambar 3. Pola Spektrum Grafit, Grafit  Oksida, rGO
Gambar  4.Pola  Spektrum  FT IR  rGO,  B-rGO  penambahan  H 3 BO 3 1ml, 2ml, dan 3ml

## C. Pengujian SEM-EDX
Pada Gambar  5 menunjukan  perbedaan  permukaan morfologi  dari  sampel  grafit,  grafit  oksida,  dan  rGO  dengan perbesaran  5000x.  Terlihat  bahwa  grafit  memiliki  morfologi dengan  bentuk flak es . Grafit oksida memiliki morfologi berupa lembaran-lembaran  berlapis  sehingga  terlihat  tebal . Ketebalan dapat  ditunjukkan  dari  gradasi warna yang terlihat. Kemudian rGO  memiliki  bentuk  lembaran-lembaran  lebih  tipis  namun bertumpuk.  Gradasi  warna  yang  menebal  dikarenakan  sampel rGO yang bertumpuk.
Gambar  6(a) merupakan  hasil SEM dari nick el Foam polos dengan  bentuk  seperti network sehingga  memiliki  bentuk berpori.  Dengan  bentuk sponge/berpori, nick el  Foam yang berfungsi sebagai pengumpul arus dan memberikan akses yang lebih mudah bagi elektrolit serta meningkatkan luas area kontak antara  rGO  dan  elektrolit  akibat  strukturnya  dengan  ukuran diameter pori sekitar 250-500 mikron.
Gambar 3 Hasil SEM 5.000x (a)grafit, (b)grafit oksida, (c) rGO tanpa doping
Gambar  5.  Hasil  SEM  5.000x  (a)grafit,  (b)grafit  oksida,  (c) rGO tanpa doping
Gambar  6  Hasil  SEM  perbesaran  200x  (a) nickel  foam   ( b) nickel  foam terdeposit graphene
Pengujian  SEM  juga  dilakukan  terhadap  elektroda Ni - rGO terlihat  pada Gambar  6(b). Nampak  bahwa  rGO telah berhasil didepositkan. Terlihat pula bahwa rGO yang berupa lembaran- lembaran tipis mengisi atau menutupi permukaan pori yang ada di Nick el  Foam. Menunjukkan  juga  bahwa  rGO  menumpuk pada sebagian area. Walaupun telah terdeposit kedalam nick el foam, rGO tidak  seluruhnya  menutup  permukaan  dari nick el foam. Hal ini akan mengakibatkan menurunnya luas permukaan aktif dari elektroda.
Gambar  7 menunjukkan  morfologi rGO hasil doping boron dengan penambahan H 3 BO 3 1 ml, 2 ml dan 3 ml. Terlihat bahwa sampel  rGO  dan  B-rGO mempunyai  bentuk  morfologi  yang hampir  sama.  Pengamatan  morforlogi  untuk  rGO dengan doping terlihat  sama  dan  sulit  untuk  dibedakan  karena  atom yang  terdoping  akan  larut dan sedikit sehingga sulit merubah morfologi rGO [15].
Gambar  7.  Hasil  SEM  perbesaran  10000x  (a)rGO  dan  B-rGO  dengan penambahan H 3 BO 3 1M (b)1ml (c)2ml (d)3ml
Dari  hasil  SEM-EDX  pada Gambar  8 dapat  disimpulkan dengan  penambahan  H 3 BO 3 1M  dapat  menambahkan  kadar atom  boron  pada  material  rGO.  B-rGO dengan  penambahan H 3 BO 3 1  ml  mengandung  atom  boron sebanyak 3.59%,  B-rGO
a b
penambahan  H 3 BO 3 2  ml  dengan  borob  4.37%,  B-rGO penambahan H 3 BO 3 3 ml dengan borob 5.17%.
Gambar  8.  Hasil  EDS-EDX  (a) rGO ;  B- rGO dengan penambahan H 3 BO 3 b) 1 ml c) 2 ml d) 3 ml

## D. Pengujian FPP
Berdasarkan Table 3 terlihat trend peningkatan konduktifitas terhadap  penambahan kadar boron. Peningkatan konduktifitas dikarenakan  adanya  penambahan impurities hole  pada band gap rGO  sehingga  membuat  elektron  lebih  mudah  berpindah dan menyebrangi band gap dari valance band ke conductivity band.
T abel 3. Nilai Konduktifitas pada sampel rGO dan B-rGO
N
o % B Te bal (cm) Hambatan (Ω) Re sistansi (Ω/cm) Konduktifitas (S/m) 1 0 % 0.003 37.608 0.511 195.84 2 3.59 % 35.089 0.477 209.72 3 4.37 % 34.025 0.462 216.34 4 5.17 % 33.774 0.459 218.05

## E. Pengujian CV
Penggunaan  elektrolit  netral  dari  Na 2 SO 4 pada  potensial kerja 0-0.8 V tidak menghasilkan gundukan (hump) seperti yang terlihat pada Gambar 9 . Adapun gundukan (hump) merupakan indikator terjadinya reaksi redoks atau efek pseudocapacitance. Adapun  yang  terjadi  dalam  pengujian  yaitu  pembentukan double capacitor . Hasil Perhitungan Gambar 9 ditunjukan pada table 4
Terlihat  trend  peningkatan  kapasitansi  spesifik.  Hal  ini berarti atom boron akan meningkatkan nilai kapasitansi spesifik pada  rGO.  Adanya defect akibat  keberadaan  atom  boron sehingga  mengakibatkan  melebarnya interlayer pada  rGO sehingga  memudahkan  elektron  mengalami intercalation [14] . Atom boron memiliki sifat dimana memiliki nilai keaktifan yang tinggi karena adanya hole yang terdoping dalam karbon, hal ini meningkatkan  performa  elektrokimianya  karena  menutupi hambatan bidang karbon yang tidak aktif dan memperbaiki sifat
(a)
(b) (c)

## (d)
Gambar 9. Perbandingan hasil uji CV grafik C vs E sampel elektroda Ni-G dan Ni-B-rGO (a)rGO (b)B-rGO 1 (c)B-rGO 2 (d)B-rGO 3
T abel 4.
Perbandingan Nilai Kapasitansii Spesifik, Daya Spesifik, dan Energi Spesifik terhadap Scan Rate  dan Jumlah Atom Boron
N o Ele ktroda At %B S.R (mV/s) C (F/g) W (Wh/kg) P (W/kg) 1 rGO 0 5 164.8 4 14.60 164.20 10 135.3 3 11.98 269.56 50 94.19 8.34 938.27 100 67.47 5.97 1343.6 2 2 B-rGO 1 3.59 5 184.2 1 16.34 183.82 10 156.1 6 13.85 311.63 50 88.47 7.75 871.95 100 54.65 4.78 1076.0 6 3 B-rGO 2 4.37 5 192.5 2 17.02 191.46 10 169.5 8 13.68 307.86 50 132.4 3 11.70 1316.5 4 100 116.1 9 10.27 2310.5 9 4 B-rGO 3 5.17 5 196.1 6 17.37 195.37 10 150.9 7 13.36 300.54 50 91.27 8.08 908.47 100 69.34 6.13 1380.3
1 d
konduktifitas  listriknya.  Selain  itu  densitas  elektron  karena pengaruh defect boron  mengalami  perubahan  karena pembentukan  ikatan  kovalen  C-B  yang  dimana  akan meningkatkan  penyerapan energy  electronegative pada  rGO [16]. rGO dengan doping memiliki kapasitansi yang lebih besar dikarenakan  doping  menyebabkan  mikro  porous  pada  rGO meningkatkan wettability pada elektroda/elektrolit [17].
Gambar  10.  Pengaruh Scan  Rate terhadap  nilai Spesific  Capacitance
Material rGO dan B-rGO
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- rGO .  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- rGO sehingga  membentuk double  layer sedikit. Sedangkan  pada  scan  rate  yang  rendah,  terjadi  sebaliknya sehingga  nilai  kapasitansi  Ni- rGO dipengaruhi  oleh  waktu difusi ion-ion elektrolit [18].
Peningkatan scan  rate maka  nilai  dari  spesifik  energi  akan menurun  dan  sebaliknya  pada  spesifik  daya  yang  mengalami peningkatan berbanding dengan kenaikan scan rate. Dari hasil perhitungan  pada Tabel  4 nampak bahwa doping boron pada rGO  memenuhi  karakteristik  sebagai  superkapasitor  karena specific  power (W/Kg)  berada  pada  rentang  10 1 hingga  10 6 sedangkan specific energy (Wh/Kg) berada pada rentang 5.10 -2 hingga 3.10 1 .

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Penelitian  ini  telah  berhasil  mempersiapkan elektroda EDLC dari  material reduced  graphene  oxide (rGO)  yang  didoping boron. Doping boron dengan penambahan H 3 BO 3 menghasilkan komposis i atom boron di dalam rGO sebesar 3.59 at%,  4.37  at%  dan  5.17  at%.  Penambahan  komposisi  boron dengan  H 3 BO 3 mangakibatkan  perubahan  struktur  terhadap rGO  yaitu  penurunan crystallite  size serta  d spacing yang meningkat  seiring  penambahan  boron.  Selain  itu,  adanya penambahan  doping  boron  terbukti  berhasil  meningkatkan kapasitansi  spesifik  dari  164.2  F/g  sebelum  didoping  menjadi 192.5  F/g  setelah  didoping  boron  4.37  at%  berdasarkan pengujian CV dengan Na 2 SO 4 pada scan rate 5 mV/s.

## V. UCAPAN TERIMAKASI
Penelitian  ini  tidak  bisa  berjalan lancar tanpa adanya bantuan dari Ibu Diah Susanti dan Bapak Hanifudin Nurdians ah selaku
dosen pembimbing peneliti yang selalu memberi masukan bagi peneliti  dalam  menjalankan  penelitiannya.  Juga  bantuan  dana dari  pemerintah  khususnya  Penelitian  Lab  Based  Education Dana  Non  PNBP  ITS  Tahun  2017  No  818/PKS/ITS/2017 sehingga peneliti dapat menjalankan penelitian ini dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Riyanto,  “ Superkapasitor  Sebagai  Piranti  Pentimpanan
Energi Listrik Masa Depan,” Portalgaruda.org . . [2]
F.  Schedin,  “Detection  Of  Individual  Gas  Molecules  Adsorbed On Graphene,” pp. 652–655, 2007.
[3] D.  Chaohe.  Xu,  “Graphene  Electrodes  for  Electrochemical
Energy  Storage,” Energy  Environ.  Sci ,  vol. 6, pp. 1388–1414, 2013.
[4] B.  S.  Suresh,  “High  performance  supercapacitor  using N-doped graphene  prepared  via  supercritical  fluid  processing  with  an oxime nitrogen source,” Electrochim . Acta , pp. 37–45.
[5] R.  .  Hummer,  W.S.,  Offerman,  “ Preparation  Of  Graphitic Oxide,” J Am  Chem  Soc , p. 1339, 1958.
[6] D.  Nurdiansah,  H.  Dan  Susanti,  “Pengaruh  Variasi  T emperatur Hidrotermal  Dan  Waktu  Ultrasonikasi  T erhadap  Nilai Kapasitansi Elektroda Electric Double Layer Capacitor (EDLC) Dari Material Grafene,” IT S, 2014.
[7] N.  M.  Hye,  M.,  Jayabal,  S.,  Lim,  H.  N.,  Lee, H. W., & Huang, “Synthesis  of  nitrogen-doped  reduced  graphene  oxide- multiwalled  carbon  nanotube composite on nickel foam as xxiv electrode  for  high-performance  supercapacit or,”  in Ceram ics International , 2017, pp. 20–27.
[8] D.  H.  M.  C.  Pei,  S.,  “T he  Reduction  Of  Graphene Oxide,” pp.
3210–3228, 2012. [9]
B.  D.  Cullity, Elem ents  of  X  Ray  Diffraction .  USA:  Addison- Wesley Publishing Company, Inc, 1956.
[10] Y.  F,  “Nitrogen-doped  graphene  sheets  grown  by  chemical vapor  deposition:  Synthesis  and  influence  of  nitrogen impurities  on  carrier  transport,” ACS  Nano ,  pp.  6522–6532, 2013.
[11] K.  S.  S.  Panchakarla,  “Synthesis,  Structure  and  Properties  of Boron and Nitrogen Doped Graphene,” Jawaharlal Nehru Cent.
Adv. Sci. Res. , 2009.
[12] T iannan  Zhou  et  al,  “A  Simple  And  Efficient  Methode  T o Prepare  Graphene  By  Reduced Of Graphite Oxide With Sodium Hydrosulfite,” Nanotechnology , 2011.
[13] G.  Socrates, Infrared  and  Ram an  Charachteristic  Group Frequencies . New York: John Wiley & Sons, 2001.
[14] X.  Mu,  “T he  effect  of  doped  heteroatoms  (nitrogen,  boron, phosphorus)  on  inhibition  thermal  oxidation  of  reduced graphene oxide,” 2016.
[15] S.  Geng,  D.,  Yang,  S.,  Zhang,  Y.,  Yang,  J.,  Liu,  J.,  Li,  R.,  & Knights,  “Nitrogen  dan  boron  doping  effects  on  the  structure of graphene,” Appl. Surf. Sci. , pp. 9193–9198, 2011.
[16] A.  Stefano,  “Doping  Graphene  With  Boron:  A  Review  Of Synthesis  Methods,  Physicochemical  Characterization,  And Emerging Applications,” R. Soc. Chem . 2016 , 2016.
[17] C.  Gong,  Y.,  Li,  D.,  Fu,  Q.,  &  Pan,  “Influence  of  graphene microstructures on electrochemical performance for supercapacitors,” Prog. Nat. Sci. Mater. Int. , 2015.
[18] B.  .  Conway, Electrochem ical  Supercapacitors.  Scientific Fundam entals  and  Technological  Applications .  New  York: Kluwer Academics/Plenum Publishers, 1999.