Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Dewasa ini pengembangan teknologi penyimpanan gas Hidrogen sebagai energi tanpa emisi terus dilakukan, terutama sebagai bahan bakar kendaraan ringan. Penggunaan material Boron Triazine sebagai modifikasi Carbon Nano Tube CNT untuk menyimpan gas Hidrogen secara adsorpsi merupakan salah satu pilihan untuk meningkatkan kapasitas CNT dalam menyimpan gas Hidrogen dan ringan sehingga mengurangi berat sistem secara keseluruhan dalam tangki penyimpanan. Penelitian ini menggunakan 2 metode sebagai perbandingan yaitu metode simulasi dinamika molekul dengan struktur modifikasi CNT pada ruang penyebaran hidrogen VMD, Packmol, Lammps yang kemudian diikuti dengan analisa termodinamika molekuler, dan metode Artificial Neural Network dengan menggunakan MATLAB. Kedua metode ini dilakukan untuk mengetahui kapasitas CNT yang sudah dimodifikasi untuk menyimpan gas Hidrogen. Wt yang tinggi dimiliki oleh Boron-Triazin CNT dengan temperatur 77 Kelvin yaitu 7.81. Konversi penggunaan Hidrogen pada 1 CNT material Boron Triazin menjadi listrik sebesar 0.17182 kWh/kg.

---

Nowadays the development of storage technology for Hydrogen as energy without emissions continues to be done, especially as light vehicle fuel. The use of Boron Triazine material as a modified Carbon Nano Tube CNT to store Hydrogen by adsorption is one of options to increase CNT capacity in storing Hydrogen and also light weight thereby reducing the overall system weight in storage tanks. This research uses two methods as comparison which are molecular dynamics simulation method with CNT modification structure on hydrogen dispersion chamber VMD, Packmol, Lammps followed by molecular thermodynamic analysis, and Artificial Neural Network method using Matlab. Both methods are performed to determine the capacity of CNT that have been modified to store Hydrogen. Highest wt is owned to Boron Triazine CNT with temperature 77 Kelvin which is 7.81 . So conversion of Hydrogen usage on 1 CNT of Boron Triazin material into electricity is 0.17182 kWh kg."

"Berbagai upaya meningkatkan kapasitas adsorpsi hidrogen pada Carbon Nanotubes CNT banyak dilakukan diantaranya melalui: optimasi struktur, pengaturan unsur doping serta modifikasi pada CNT sehingga diperoleh CNT dengan karakteristik baru, atau material dengan struktur baru. Jenis material nanostruktur yang sekarang banyak menarik perhatian adalah Boron Carbide, Boron Nitride dan Carbon Nitride. Pada penelitian ini model struktur yang dibahas adalah Single-walled Triazine Nanotube SWTNT, SWTNT dengan substitusi Boron, Boron Substituted-Single Walled Triazine Nanotube SWBTNT serta SWTNT substitusi boron dengan doping lithium: Lithium Doped on Boron Substituted Single-walled Triazine Nanotube SWBTLi2NT yang secara struktur maupun aplikasi untuk penyimpanan hidrogen belum banyak dibahas. Pada tahap awal penelitian dilakukan kajian semi empirik untuk mendapatkan diamater optimum untuk menyimpan hidrogen. Diperoleh diameter optimum pada diameter kurang dari 5? atau pada diameter antara 11 ndash; 14 ?. Berdasarkan hasil tersebut selanjutnya dilakukan simulasi adsorpsi hidrogen Single-walled Carbon Nanotube SWCNT dan berbagai material nanostruktur dengan chiralitas 18, 0. Analisa termodinamik yang paling penting dilakukan adalah perhitungan nilai luas permukaan spesifik spesific surface area/SSA. Dari hasil perhitungan berbagai model material diperoleh nilai SSA berturut-turut 2600, 2730 dan 2828 dan 2458 m2/g. Dengan demikian maka dapat diduga modifikasi struktur dengan substitusi/doping logam pada material berbasis karbon akan meningkatkan kapasitas adsorpsi hidrogen. Modifikasi tersebut juga mengidentifikasikan adanya peningkatan energi adsorpsi hidrogen secara signifikan yang besarnya berturut-turut 1,2; 1,97; 2,25 dan 9,7 kkal/mol. Simulasi dinamika mulekular MD memberikan hasil kapasitas adsorpsi pada temperatur ruang berturut-turut sebesar 1,59; 2,17; 2,31 dan 6,31 wt , di tekanan 120 atm. Pada temperatur 233 K kapasitas adsorpsi meningkat menjadi 2,26; 2,96; 3,23 dan 6,82 wt serta 6,1; 6,84; 7,73 dan 8,52 wt pada temperatur 77 K. Untuk memverifikasi hasil simulasi dilakukan perbandingan dengan regresi model adsorpsi isotermal, perbandingan dengan hasil eksperimen, perbandingan dengan perhitungan Density Functional Theory DFT , simulasi Grand Canonical Monte Carlo GCMC serta hasil simulasi MD dari hasil yang telah terpublikasi. Perbandingan dengan perhitungan semi empirik maupun eksperimen, secara umum hasil simulasi lebih tinggi sekitar 10 ndash; 20 . Dengan hasil DFT dan GCMC, hasil MD lebih rendah 10 ndash; 20 dan dengan hasil MD peneliti lain perbedaannya berkisar 5-10. Hasil MD juga menunjukkan adanya kesesuaian dengan model adsorpsi isotermal Langmuir, model isotermal Sips maupun model isotermal Toth dengan nilai koefisien determinasi di atas 0,99 pada temperatur 298 K, di atas 0,95 pada temperatur 233 K dan di atas 0,85 pada temperatur 77 K. Analisa monolayer coverage menunjukkan bahwa tanpa doping lithium daerah yang sanggup dicover tidak melebihi 30 , 40 dan 55 masing-masing pada temperatur 298, 233 dan 77 K. Dengan doping lithium coveragenya naik hingga 300. Dicapai coverage hampir 100 pada temperatur 298, 233 dan 77 K berturut-turut pada tekanan 100, 30 dan 5 atm. Berbagai ukuran termodinamik menunjukkan bahwa tanpa modifikasi sulit bagi SWCNT memenuhi kriteria untuk aplikasi penyimpanan hidrogen. Langkah modifikasi yang dilakukan melalui substitusi dan doping logam merupakan peta jalan yang mengarah untuk didapatkannya material baru yang dapat memenuhi target Departemen Energi Amerika Serikat US DoE . Dengan demikian SWBTLi2NT dapat diusulkan sebagai material jenis baru yang memenuhi berbagai persyaratan untuk aplikasi hydrogen storage.

---

Various eff orts have been conducted intensively to increase the hydrogen adsorption capacity of Carbon Nanotubes CNT , such as structure optimization, doping element arrangement and structure modification to obtain new characteristics of CNTs, or newly acquired materials. New types of materials that now attract a lot of attention are Boron Carbide, Boron Nitride and Carbon Nitride.

The structural models discussed in this study are Single walled Triazine Nanotube SWTNT, Boron Substituted Single walled Triazine Nanotube SWBTNT and Single walled Triazine Nanotube with substitution of boron and lithium doping SWBTLi2NT which structurally and in application for hydrogen storage has not been much discussed.

Based on semi empirical study, it is obtained that the optimum diameter to store hydrogen is diameter less than 5 or diameter between 11 14. From this results, a Single walled Carbon Nanotube SWCNT simulation was performed on chirality 18.0 . The choice of chirality is to assure three dimensional symmetrical properties, when the material type is replaced by a more complex type of material.

Based on the results, further simulations were made on various material variations with 18, 0 chirality The first thermodynamic analysis performed was calculation of SSA value and in various models the material obtained the value of SSA respectively of 2600, 2730 and 2828 and 2458 m2 g. Thus it can be predicted that structural modification by substitution and doping on carbon based materials will increase the hydrogen adsorption capacity. The modification also identified a significant increase in hydrogen adsorption energy of 1.2, 1.97, 2.25 and 9.7 kcal mole.

The molecular dynamics simulation gives the result of adsorption capacity at room temperature is respectively of 1.59, 2.17, 2.31 and 6.31 wt . At temperature of the adsorption capacity increased to 2.26, 2.96, 3.23 and 6.82 wt while 6.1, 6.84, 7.73 and 8.52 wt at a temperature of 77 K.

To verify the simulation results, a comparison with the regression of the isothermal adosrpsi model, the comparison with the experimental results, the comparison with Density Functional Theory DFT calculations, Grand Canonical Monte Carlo GCMC simulations and MD simulation results from published reports were hold.

In general comparison with semi empirical and experimental calculations, the simulation result is higher about 10 20 . With DFT and GCMC results, MD results were lower about 10 20 and with the other MD results about 5 10 . The MD results also indicate compatibility with the Langmuir isothermal model of adsorption, Sips Langmuir isothermal model and Toth Langmuir isothermal model with a coefficient of determination above 0.99 at a temperature of 298 K, above 0.95 at a temperature of 233 K and above 0.85 at a temperature of 77 K.

The monolayer coverage analysis showed that without lithium doping the covered area did not exceed 30 , 40 and 55 respectively at temperatures of 298, 233 and 77 K. With lithium coverage doping rise up to 300 and achieved coverage of nearly 100 at 298, 233 and 77 K temperatures at 100, 30 and 5 atm pressure, respectively. The various thermodynamic properties showed that without modification it is to difficult for SWCNT to meet the criteria for hydrogen storage applications.

The modification step made through substitution and metal doping is a roadmap that leads to the discovery of new materials that can meet the US Department of Energy US DoE targets. Thus SWBTLi2NT can be proposed as a new type of material that meets various requirements for hydrogen storage applications."

"In this paper, we perform combination methods of semi-empirical research, a theoretical approach, and force-matching to determine the optimum adsorption capacity on an open-ended single-walled carbon nanotube (SWCNT) as a diameter function. Using a semi-empirical study, we can determine the value of monolayer coverage and isosteric heat of adsorption from available thermodynamic data. By completing the semi-empirical study, we carried out quantum mechanical calculations to determine the adsorption energy on the interior and exterior of SWCNTs. Furthermore, monolayer coverage, specific surface area, and maximum adsorption capacity as the main quantity in the adsorption process was estimated using the combination method of force-matching and a classical Lennard-Jones potential model. Hydrogen physisorption was investigated on zig-zag SWCNTs at conditions for a pressure range of 0.1 to 10 MPa at 233 K and 298.15 K temperature. The adsorption of all data can be explained with the Toth model. The results shows the SWCNT exterior physisorption energy range between 1.35 to 1.62 kcal/mol. The interior range from 1.22 to 2.43 kcal/mol. With a wide degree of temperature and pressure variations, we obtained an optimum SWCNT diameter of 8-12 Å . At the optimum diameter maximum adsorption capacity, we achieved 1.75 wt% at 233 K and an operating pressure of 10 MPa."

"Potensi gas hidrogen untuk diimplementasikan sebagai pembawa energi tanpa emisi sangat menjanjikan. Namun ada beberapa kendala yang harus dihadapi dalam pengimplementasiannya, yakni pengembangan teknologi penyimpanan gas hidrogen. Penyimpanan gas hidrogen dalam suatu adsorben karbon nanostruktur seperti carbon nanotube menjadi salah satu pilihan untuk dapat meningkatkan kapasitas penyimpanannya. Namun, banyaknya penelitian eksperimen yang tidak memberikan hasil yang reproducible menyebabkan perlunya ada pengembangan penelitian teoritis adsorpsi gas hidrogen dengan pendekatan termodinamika molekuler. Dengan kalkulasi struktur elektronik ab initio, energi potensial interaksi antar molekul gas hidrogen diestimasi sebesar 0,099 kcal/mol dan antara gas hidrogen dengan carbon nanotube diestimasi sebesar 1,057 - 1,142 kcal/mol. Energi potensial tersebut direpresentasikan ke dalam persamaan nilai parameter potensial klasik sebagai fungsi dari diameter carbon nanotube agar didapatkan model potensial yang paling presisi. Setelah mendapatkan nilai-nilai parameter potensial interaksinya, simulasi dinamika molekuler dilakukan dengan ensemble canonical untuk menganalisa adsorpsi gas hidrogen pada permukaan luar carbon nanotube. Dari hasil pengolahan data simulasi dinamika molekuler, didapatkan bahwa kalor isosterik berkurang dari 1,6 kcal/mol hingga menjadi 0,2 kcal/mol pada kondisi permukaan adsorben jenuh. Hasil ini cukup sesuai dengan hasil penelitian eksperimental literatur lainnya.

---

The potency of hydrogen gas to be implemented as energy carrier with zero emission is very promising. Unfortunately, there are still crucial problems on its implementation, one of them is the development of hydrogen storage technology. Storing hydrogen gas on nanostructured carbon adsorbent could be an alternative to improve the storage capacity. However, the fact that there were so many experimental researches that couldn?t provide reproducible results creates a need to develop theoritical research on hydrogen gas adsorption on carbon nanotube using moleculer thermodynamics approach.

Using ab initio electronic structure calculations, The interaction potential energies between hydrogen molecules were estimated to be 0.099 kcal/mol and between hydrogen molecule and the outer surface of carbon nanotube were estimated to be 1.057 - 1.142 kcal/mol. The potential energies then were represented into an equation of potential parameter as a function of carbon nanotube diameterin order to get the most precise interaction potential model. Molecular dynamics simulations were performed on canonical ensemble to analyze hydrogen gas adsorption on outer surface of carbon nanotube.

From our calculations results, the isosteric heat of hydrogen physical adsorption on carbon nanotube were estimated to be 1.6 kcal/mol and decreased to 0.2 kcal/mol on saturated surface condition. This results are acceptable with some previous experimental researches results."

"Penggunaan gas hidrogen sebagai sumber energi pada sel bahan bakarmenjadikannya sebagai potensi sumber energi di masa depan Salah satu permasalahan yang cukup perlu diperhatikan pada pemanfaatan hidrogen sebagai sumber energi ini adalah media penyimpanannya Untuk dapat menyimpan hidrogen dalam jumlah besar diperlukan tekanan operasi yang sangat tinggi dan temperatur yang sangat rendah Penyimpanan hidrogen dapat ditingkatkan dengan pemanfaatan fenomena adsorpsi gas hidrogen pada media berporos seperti Carbon Nanotube CNT Kapasitas adsorpsi hidrogen pada CNT ini juga dapat ditingkatkan dengan menyisipkan unsur doping pada CNT Salah satunya adalah dengan menyisipkan senyawa alkali metal seperti Lithium Simulasi dinamika molekuler proses adsorpsi hidrogen pada CNT dengan Lithium sebagai unsur doping ini memberikan perkiraan bahwa kapasitas adsorpsi hidrogendapat meningkat hingga 100 dibandingkan dengan kapasitas adsorpsi hidrogen pada CNT tanpa doping Lithium pada tekanan 40 atm dan temperatur 293 K dari sebelumnya 1 wt menjadi 2 wt

---

The uses of hydrogen gas as energy resources in fuel cell let it to be future energy resources potential One of the problems which need to be concerned about the uses of hydrogen gas as energy resources is its storage medium To be able to store hydrogen gas in large amount very high operational pressure and very low operational temperature are required Hydrogen storage capacity can be improved by using adsorption phenomena of hydrogen gas on porous medium like Carbon Nanotube CNT Hydrogen adsorption capacity of CNT can be improved too by inserting alkaline metal such as Lithium into CNT Molecular dynamic simulation of hydrogen adsorption process on Lithium doped CNT predicts that its hydrogen adsorption capacity can be improved until 100 compared to its hydrogen adsorption capacity without Lithium at pressure of 40 atm and temperature of 293 K from 1 wt become 2 wt"

"Carbon is light-weight, strong, conductive and able to mimic natural materials within the body, making it ideal for many uses within biomedicine. Consequently a great deal of research and funding is being put into this interesting material with a view to increasing the variety of medical applications for which it is suitable. Diamond-based materials for biomedical applications presents readers with the fundamental principles and novel applications of this versatile material.Part one provides a clear introduction to diamond based materials for medical applications. Functionalization of diamond particles and surfaces is discussed, followed by biotribology and biological behaviour of nanocrystalline diamond coatings, and blood compatibility of diamond-like carbon coatings. Part two then goes on to review biomedical applications of diamond based materials, beginning with nanostructured diamond coatings for orthopaedic applications. Topics explored include ultrananocrystalline diamond for neural and ophthalmological applications, nanodiamonds for drug delivery systems, and diamond nucleation and seeding techniques for tissue regeneration. Finally, the book concludes with a discussion of diamond materials for microfluidic devices."

"Adsorpsi gas hidrogen dalam material berpori seperti karbon merupakan teknik penyimpanan hidrogen bertekanan yang efektif dan sangat menjanjikan untuk diaplikasikan pada sistem penyimpanan hidrogen sebagai bahan bakar terutama pada kendaraan. Nanotube karbon (NTC) merupakan salah satu material karbon yang sangat berpotensi untuk digunakan dalam penyimpanan hidrogen selain karbon aktif.Potensi penyerapan gas hidrogen pada nanotube karbon yang dihasilkan dari produksi lokal diuji kemampuannya pada penelitian ini. Pengujiannya meliputi penentuan kapasitas adsorpsi gas hidrogen serta dinamika adsorpsi dan desorpsinya dari nanotube karbon produksi lokal pada temperatur isotermal 25 ºC dan tekanan 0-1000 Psia. Sebagai pembanding hasil percobaan, dilakukan juga uji yang sama terhadap nanotube karbon komersial yang diproduksi dari Chinese Academy of Sciences.Dari hasil pengujian adsorpsi gas hidrogen dengan kedua NTC menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi hidrogen terus meningkat secara seiring dengan meningkatnya tekanan pada temperatur isotermal 25 ºC. NTC lokal mempunyai kapasitas adsorpsi yang lebih rendah dibandingkan dengan kapasitas adsorpsi NTC komersial. Pada tekanan sekitar 960 psia, kapasitas adsorpsi NTC lokal dan NTC komersial berturut-turut 0,09 % dan 0,13 % berat. Mekanisme adsorpsi yang terjadi pada kedua NTC didasarkan pada interaksi fisik. Secara umum, data adsorpsi hidrogen dari kedua adsorben dapat direpresentasikan dengan baik oleh permodelan Langmuir, dengan % AAD di bawah 5. Dari hasil data dinamika dapat diketahui bahwa proses adsorpsi dan desorpsi pada kedua NTC berlangsung sangat cepat. Pada tekanan tertinggi (960 Psia), kesetimbangan adsorpsi dan desorpsi tercapai mendekati waktu 30 detik, sedangkan pada NTC lokal tercapai pada waktu 2 detik. Waktu pencapaian kesetimbangan pada proses adsorpsi baik pada NTC lokal maupun komersial pada tekanan tinggi lebih cepat dibandingkan pada tekanan rendah. Waktu pencapaian kesetimbangan pada proses desorpsi sedikit lebih cepat pada tekanan tinggi pada NTC komersial sedangkan pada NTC komersial hampir sama pada tekanan tinggi dan rendah. Secara keseluruhan dinamika adsorpsi dan desorpsi yang terjadi pada NTC lokal dan komersial baik pada tekanan rendah sampai tekanan tinggi dapat direpresentasikan dengan baik oleh model dinamika Gasem dan Robinson dengan % AAD di bawah 2.

---

Adsorption of hydrogen gas in porous material such as carbon is a effective pressurized hydrogen storage technique and very promising for application in hydrogen storage system for fuel, especially in vehicles. Carbon nanotubes (CNT) is one of the most potential of carbon materials for use in hydrogen storage beside activated carbon.Potential of hydrogen gas adsorption in carbon nanotubes generated from local production was tested in this study. The test includes the determination of hydrogen gas adsorption capacity and dynamics of adsorption and desorption of carbon nanotubes local production at isothermal temperature 25 ºC and pressure 0- 1000 Psia. As a comparison the results of the experiment, also conducted similar tests on commercially produced carbon nanotubes of the Chinese Academy of Sciences.From the test results of hydrogen gas adsorption with both CNT show that the hydrogen adsorption capacity increased with increasing pressure at isothermal temperature of 25ºC. Local CNT has a lower adsorption capacity compared with the adsorption capacity of commercial CNT. At pressures around 960 psia, the adsorption capacity of local and commercial CNT is 0.09% and 0.13% weight respectively. Adsorption mechanism that occurs at both the CNT based on physical interactions. In general, the hydrogen adsorption data of both the adsorbent can be represented well by the Langmuir model, with % AAD of less than 5. From the data, it is known that the dynamics of adsorption and desorption processes at both the CNT happened very quickly. At highest pressure (960 Psia), adsorption and desorption equilibrium of local CNT is reached approximately in 30 seconds, while commercial CNT is reached in 2 seconds. The rate of adsorption equilibrium at both local and commercial CNT at high pressure more rapidly than at low pressures. At process of desorption, the time of equilibrium is reached slightly faster at high pressure than low pressure in the commercial CNT, but almost similar in local CNT. Overall dynamics of adsorption and desorption that occurred at both CNT at low pressure to high pressure can be presented well by the model Gasem and Robinson with % AAD below 2."

"Peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer memberikan dampak kenaikan suhu dan perubahan iklim. Adsorpsi dengan adsorben merupakan pemisahan CO2 yang memiliki konsumsi energi dan biaya yang rendah. Karbon aktif dipilih sebagai adsorben karena memiliki kapasitas adsorpsi CO2 yang lebih baik pada tekanan atmosfer dan suhu yang tinggi. Ranting tanaman teh dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif karena memiliki kandungan karbon yang tinggi yaitu 53%. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan pengaruh pembuatan karbon aktif dari ranting teh melalui karbonisasi 400°C selama 1 jam menggunakan gas N2, dan aktivasi fisika pada suhu aktivasi yang divariasikan, yaitu 600, 700, dan 800°C selama 4 menit dengan pemanfaatan alat APS (arc plasma sintering), terhadap pembentukan pori, luas permukaan, pembentukan gugus fungsi, serta struktur dan ukuran kristal. Karakterisasi karbon aktif didapatkan melalui SEM, BET, FTIR, dan XRD. Kemudian, melalui alat TPD-CO2, jumlah kapasitas adsorpsi CO2 pada karbon aktif dari ranting teh dapat terukur. Melalui proses karbonisasi dan aktivasi fisika, didapatkan karbon aktif dengan luas permukaan 86,668 m2/g dan kapasitas adsorpsi 2,057 mmol/g yang optimal pada suhu aktivasi fisika 800°C.

---

Increasing CO2 concentrations in the atmosphere have an impact on rising temperatures and climate change. Adsorption with adsorbents is a CO2 separation that has low energy consumption and costs. Activated carbon was chosen as an adsorbent because it has better CO2 adsorption capacity at atmospheric pressure and high temperature. Tea plant twigs can be used as raw material for making active carbon because they have a high carbon content, namely 53%. This research was conducted to obtain the effect of making activated carbon from tea twigs through carbonization at 400°C for 1 hour using N2 gas, and physical activation at varied activation temperatures, namely 600, 700, and 800°C for 4 minutes using the APS (arc plasma sintering), on pore formation, surface area, formation of functional groups, as well as crystal structure and size. Characterization of activated carbon was obtained through SEM, BET, FTIR, and XRD. Then, using the TPD-CO2, the amount of CO2 adsorption capacity on activated carbon from tea twigs can be measured. Through the carbonization and physical activation process, activated carbon was obtained with a surface area of 86,668 m2/g and an adsorption capacity of 2,057 mmol/g which was optimal at a physical activation temperature of 800°C."