Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Potensi CuBi2O4 sebagai fotokatoda telah banyak dikembangkan sebagai salah satu material yang menjanjikan dalam bidang fotoelektrokimia, salah satunya pada aplikasi pemecahan air dan fotoreduksi CO2. Pada penelitian ini, telah dilakukan sintesis CuBi2O4 dengan variasi campuran pelarut (air:etanol, air:etilena glikol, air:gliserol), rasio pelarut (3:7, 7:3, 1:1), serta suhu reaksi (40o, 50o, 70o, 80o). Pengaruh dari masing-masing variabel sintesis ditentukan terhadap CuBi2O4 yang dihasilkan. Karakteristik CuBi2O4 yang dihasilkan dianalisis menggunakan difraksi sinar–x (XRD), scanning electron microscope (SEM), analisis Bruenauer-Emmet-Teller (BET), spektrospkopi reflektansi difui (DRS) UV-Vis, dan spektroskopi fotoluminesensi. Kemudian, dilakukan pula pengukuran fotoelektrokimia dari material yang dihasilkan pada tiap variasi sintesis menggunakan teknik chopped linear sweep voltammetry. Pengukuran tersebut dilakukan, untuk menentukan kondisi optimum sintesis dalam memperoleh material yang diinginkan.

---

The potential of CuBi2O4 as a photocathode has been widely developed as one of the promising material in the field of photoelectrochemistry such as for water splitting and CO2 photoreduction applications. In this study, the synthesis of CuBi2O4 has been carried out with variation of solvent misture (water:ethanol, water:ethylene glycol, water:glycerol), solvent ratio (3:7, 7:3, 1:1), and reaction temperature (40oC, 50oC, 70oC, 80oC). The effect of each synthesis variable was determined on the CuBi2O4 produced. The characteristics of CuBi2O4 were analyzed using x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), Brunauer-Emmet-Teller’s analysis (BET), difuse reflectance spectroscopy (DRS) UV-Vis, and photoluminescence (PL) spectroscopy. Then, photoelectrochemical measurment of the material produced in each synthesis variation were carried out using the chopped linear sweep voltammetry technique. The purpose is to determine the optimum condition of synthesis in obtaining the desired material."

"Karbon dioksida (CO2) merupakan gas rumah kaca yang berperan penting dalam peningkatan suhu bumi yang memicu terjadinya pemanasan global. Untuk mengurangi konsentrasi CO2, harus dilakukan konversi CO2 menjadi produk yang memiliki nilai tambah. Pada penelitian ini, metode fotoelektrokimia digunakan untuk mengkonversi CO2 dalam bentuk bikarbonat menggunakan fotokatoda CuBi2O4 yang telah dimodifikasi dengan nanopartikel perak. CuBi2O4 disintesis dengan metode solvotermal dan nanopartikel perak disintesis dengan menggunakan kompleks asam tanat dan natrium sitrat. Fabrikasi fotokatoda dilakukan menggunakan metode doctor blade pada FTO 1x1 cm2. Fotokatoda dimodifikasi menggunakan nanopartikel perak dengan variasi waktu pencelupan yaitu 10s, 30s, dan 50s. Berdasarkan karakterisasi UV-Vis DRS, energi celah pita FTO/CBO (1,77 eV) menurun setelah dimodifikasi dengan nanopartikel perak menjadi 1,71 eV. Hal ini menunjukkan bahwa modifikasi nanopartikel perak dapat memengaruhi sifat elektronik dari semikonduktor CuBi2O4. Pengujian fotoelektrokimia dilakukan dengan sistem tiga elektroda dengan metode linear sweep voltammetry (LSV) dan chronoamperometry (transient chopped light photocurrent) selama 120 detik dengan mati nyala lampu setiap 10 detik. Didapatkan fotokatoda FTO/CBO/Ag 30s memiliki performa yang paling baik, yaitu memiliki onset potensial sebesar -0,008 V, densitas arus sebesar -12,859 mA/cm2 dengan stabilitas foto arus tertinggi yaitu 84,4%.

---

Carbon dioxide (CO2) is a greenhouse gases that has an important role in increasing the average temperature of the earth which triggers global warming. In order to reduce the concentration of CO2, it is necessary to convert CO2 into other products that have added value. In this experiment, a photoelectrochemical method was used to convert CO2 in the form of bicarbonate into formic acid using CuBi2O4 photocathode that had been modified with silver nanoparticles. CuBi2O4 was synthesized by solvotermal method and silver nanoparticles were synthesized using a complex of tannic acid and sodium citrate. Fabrication of photocathode was carried out using the doctor blade method with FTO 1x1 cm2. The photocathode was modified using silver nanoparticles with variations in immersion time of 10s, 30s, dan 50s. Based on the UV-Vis DRS characterization, band gap energies of FTO/CBO (1.77 eV) decreased after being modified with silver nanoparticles to 1.71 eV. This data indicates that the modification of silver nanoparticles can affect the electronic properties of the CuBi2O4 semiconductor. Photoelectrochemical testing was carried out with a three-electrode system with linear sweep voltammetry and chronoamperometry (transient chopped light photocurrent) methode for 120 seconds with chopped light every 10 seconds. It was found that the FTO/CBO/Ag 30s photocathode has the best performance, which has an onset potential of -0.008 V, a current density of -12,859 mA/cm2 with the photocurrent stability of 84.4%."

"Saat ini dibutuhkan perubahan atau inovasi dalam pembuatan amonia yang lebih ramah lingkungan dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Salah satu alternatifnya yaitu dengan memanfaatkan konsep reduksi fotoelekrokimia menggunakan material semikonduktor TiO2. Pada penelitian ini, dilakukan modifikasi TiO2 Nanotube Array (TNA) melalui metode anodisasi, dan dilanjutkan dengan reduksi secara elektrokimia untuk mendapatkan spesi TiO2 dengan populasi Ti3+ yang diperkaya (Blue TiO2 dan Black TiO2), disertai variasi annealing yang berbeda untuk mempelajari pengaruhnya terhadap morfologi dan karakteristik fotoelektrokimia. Selanjutnya dilakukan evaluasi kinerja White TiO2, Blue TiO2 dan Black TiO2 Nanotube Array (TNA) sebagai elektroda pada sistem fotoelektrokimia untuk konversi N2 menjadi amonia. Hasil penelitian menunjukkan modifikasi TiO2 dengan metode self-doping menghasilkan blue TiO2 dan black TiO2 Nanotube Array (TNA) yang memiliki morfologi dan aktivitas fotoelektrokimia lebih baik berdasarkan hasil karakterisasi yang diperoleh dengan adanya spesi Ti3+ dan oxygen vacancy yang terbentuk. Berdasarkan karakterisasi FTIR intensitas Ti-O-Ti semakin berkurang akibat semakin banyaknya spesi Ti3+ dan oxygen vacancy. Hal ini mempengaruhi pergeseran band gap dari 3,2 eV menjadi <3,2 eV. Selain itu, Lama waktu annealing mempengaruhi aktivitas fotoelektrokimia dari White TiO2, Blue TiO2 dan Black TiO2 Nanotube Array (TNA). semakin lama waktu annealing semakin banyak spesi Ti3+ yang terbentuk sehingga meningkatkan aktivitas fotoelektrokimia. namun jika melewati batas maksimum Ti3+ akan ter-reoksida kembali dan menurunkan aktivitas fotoelektrokimia. Berdasarkan hasil XRD waktu anneling tidak secara signifikan mempengaruhi fasa kristal, namum mempengaruhi ukuran kristal. Photocurrent tertinggi diperoleh pada Blue TiO2 dengan densitas arus sebesar 0,0301 mA/cm-2 pada penyinaran sinar UV. Onset potensial OER paling rendah dan onset potensial HER, NRR paling tinggi didapatkan pada Blue TiO2. Pada pengaplikasian konversi N2 menjadi amonia menggunakan sistem PEC dengan fotoanoda Black TiO2 Sedangkan untuk katoda gelap menggunakan White TiO2 waktu anneling 4 jam, Blue TiO2 waktu anneling 2 jam dan Black TiO2 waktu anneling 2 jam pada kondisi penerangan gelap-gelap dan gelap terang dikedua kompartemen. Dari hasil karakterisasi dan aplikasi konversi reduksi N2 menjadi amonia, didapatkan kesimpulan Blue TiO2 memiliki performa atau kinerja yang lebih baik dari black TiO2 dan White TiO2 sebagai elektroda pada sistem fotoelektrokimia untuk konversi N2 menjadi amonia karena memiliki spesi Ti3+ dan oxygen vacancy lebih banyak. Dengan menghasilkan amonia sebesar 0,06413 μmol/h cm2 dengan waktu anneling 2 jam pada kondisi penerangan gelap-gelap di kedua sisi. Hal ini menunjukkan semakin banyaknya spesi Ti3+ dan oxygen vancancy yang terbentuk, semakin efektif untuk konversi nitrogen menjadi amonia.

---

Currently, changes or innovations are needed in the manufacture of ammonia that is more environmentally friendly and reduces the use of fossil fuels. One alternative is to utilize the concept of photoelectrochemical reduction using a TiO2 semiconductor material. In this study, a modification of the TiO2 Nanotube Array (TNA) was carried out by anodizing method, followed by electrochemical reduction to obtain TiO2 species with enriched Ti3+ populations (Blue TiO2 and Black TiO2), with different variations of annealing to study their effect on morphology and characteristics. photoelectrochemistry. Furthermore, the performance evaluation of White TiO2, Blue TiO2 and Black TiO2 Nanotube Array (TNA) as electrodes in the photoelectrochemical system for the conversion of N2 to ammonia was carried out. The results showed that modified TiO2 using the self-doping method produced blue TiO2 and black TiO2 Nanotube Array (TNA) which had better morphology and photoelectrochemical activity based on the characterization results obtained in the presence of Ti3+ species and the formed oxygen vacancy. Based on the FTIR characterization, the intensity of Ti-O-Ti decreases because there are more Ti3+ species and empty oxygen. This affects the shift in the band gap from 3.2 eV to <3.2 eV. In addition, annealing time affects the photoelectrochemical activity of White TiO2, Blue TiO2 and Black TiO2 Nanotube Array (TNA). The longer the time, the more Ti3+ species formed, thereby increasing the photoelectrochemical activity. However, if it exceeds the maximum limit, Ti3+ will be re-oxidized and reduce the photoelectrochemical activity. Based on the results of XRD annealing does not significantly affect the crystal phase, the amount of time that affects the crystal size. The highest photocurrent was obtained on Blue TiO2 with a current density of 0.0301 mA/cm- 2 under UV irradiation. The lowest OER onset potential and HER potential onset, the highest NRR was found in Blue TiO2. In the application of the conversion of N2 to ammonia using a PEC system with a Black TiO2 photoanode. Meanwhile, for the dark cathode, White TiO2 annealed time is 4 hours, Blue TiO2 annealed time is 2 hours and Black TiO2 annealed time is 2 hours in dark and light conditions in both compartments. From the results of the characterization and application of the conversion of N2 to ammonia reduction, it was concluded that Blue TiO2 has better performance or performance than Black TiO2 and White TiO2 as electrodes in a photoelectrochemical system for the conversion of N2 to ammonia because it has Ti3+ species and more oxygen vacancies. By producing ammonia of 0.06413 mol/h cm2 with an anneling time of 2 hours under dark lighting conditions on both sides. This shows that the more Ti3+ and oxygen vancancy species formed, the more effective it is to convert nitrogen into ammonia."

"Emisi gas CO2 menjadi salah satu faktor terbesar penyumbang efek gas rumah kaca dan perubahan iklim yang ada di bumi. Dampak negatif yang ditimbulkan dari emisi gas CO2 menjadi salah satu fokus perhatian para peniliti untuk menguranginya dan/atau mengubahnya menjadi suatu produk dengan nilai tambah. Pada penelitian kali ini dilakukan konversi CO2 menjadi asam format (HCOOH) secara fotoelektrokimia. Sistem fotoelektrokimia terdiri dari fotoanoda berupa nanokomposit kobalt posfat, bismuth vanadate TiO2 (CoPi/BiVO4/TiO2) dan Grafena Oksida (GO) tereduksi yang akan dilekatkan pada film TiO2 diatas plat logam Ti menjadi (rGO/TiO2) sebagai katoda gelap. Pasangan elektroda tersebut dikemas dalam reaktor gelas berisi elektrolit NaHCO3, sumber cahaya tampak, dan pada kompartemen katoda gelap dibubbling dengan gas CO2. Bismuth vanadate pada fotoanoda CoPi/BiVO4/TiO2 dilekatkan menggunakan metode s-SILAR (successive ionic layer adsorption and reaction) dan untuk kobalt posfat dideposisi kedalam film BiVO4/TiO2 menggunakan metode elektrodeposisi selama 15 menit dengan potensial +1,1 V (vs. Ag/AgCl). Sedangkan katoda gelap difabrikasi dengan melekatkan grafena oksida tereduksi pada film TiO2 diatas plat titanium. Grafena Oksida akan disintesis menggunakan metode hummer termodifikasi kemudian dilekatkan secara elektrodeposisi dan dielektro-reduksi sehingga menjadi rGO/TiO2. Material elektroda dikarakterisasi menggunakan fourier transform infra-red (FTIR), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectrocopy (UV-Vis DRS), X-ray Diffraction (XRD), linear sweep voltammetry (LSV), dan multi pulse amperometry (MPA). Dalam sistem fotoelektrokimia katoda gelap rGO/TiO2 berperan sebagai elektroda yang akan mengonversi CO2 menjadi HCOOH. Sedangkan, fotoanoda CoPi/BiVO4/TiO2 berfungsi sebagai sisi oksidasi menghasilkan proton (prekursor hidrogen) dan elektron aktif. Uji aplikasi konversi CO2 menjadi HCOOH dilakukan dengan durasi selama 2 jam, dimana reaktor diisi dengan elektrolit NaHCO3 tersaturasi CO2. Produk yang terbentuk dianalisa menggunakan high-performance liquid chromatography (HPLC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa film TiO2 yang digunakan sebagai elektroda memiliki band gap sebesar 3,0 eV, didominasi dengan fase kristal anatase dengan morfologi nantotube. Komposit fotoanoda CoPi/BiVO4/TiO2 memiliki nilai band gap sebesar 2,35 eV dan 2,6 eV: responsif terhadap cahaya tampak. Sedangkan, katoda gelap rGO/TiO2 memiliki nilai band gap sebesar 3,38 eV. Sistem fotoelektrokimia dirancang mampu mengonversi CO2 menjadi asam format, dengan hasil sebesar 20,87 μmol selama 1 jam dengan faradaic efficiency sebesar 52,32%.

---

Carbon dioxide has been the most significant factor contributing the increase of greenhouse effect worldwide. Adverse impacts from carbon dioxide gas emmisions are becoming the main focus for researchers to decrease and convert carbon dioxide emissions into fine chemicals that benefits our daily lives. In this study, carbon dioxide gas is converted into formic acid (HCOOH) through photoelectrochemical system (PEC). The photoanode used in this research is cobalt phosphate bismuth vanadate TiO2 (CoPi/BiVO4/TiO2), while the dark cathode is reduced graphene oxide that will be attached to TiO2 film on top of titanium foil (rGO/TiO2). Both electrodes are placed into a reactor containing NaHCO3 (pH 7) electrolyte and visible light source, hence on the dark cathode compartment NaHCO3 electrolyte saturated by CO2 gas. Simplified successive ionic layer adsorption and reaction (s-SILAR) is used to paste bismuth vanadate on TiO2, whereas the cobalt phosphate would be deposited to BiVO4/TiO2 film through electrodeposition method for 15 minutes with a potential of +1,1 V (vs. Ag/AgCl). At the same time, the rGO/TiO2 dark cathode is fabricated by attaching reduce graphene oxide on top of TiO2 film. Graphene oxide is attached to TiO2 film by electrodeposition and electroreduction to fabricate rGO/TiO2 film with cyclic voltammetry from a range between -1,7-0,7 V (vs. Ag/AgCl). Electrodes used in this research are analyzed using Fourier transform infrared (FTIR), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction, Linear Sweep Voltammetry (LSV), and Multi Pulse Amperometry (MPA). The charazterizations results from this study showed the band gap value from TiO2 film used is 3,0 eV; dominated by the anatase crystal phase with nanotube morphology. Photoanode composite CoPi/BiVO4/TiO2has a band gap value of 2,35 eV and 2,6 eV; which is active under visible light. On the other side, the rGO/TiO2 dark cathode showed a value of 3,38 eV for its band gap. Photoelectrochemical is one of many systems that is designed to be capable for converting CO2 into HCOOH. In the PEC system, rGO/TiO2 dark cathode is the electrode that converts CO2 into HCOOH. The CoPi/BiVO4/TiO2 oxidizes water and produces protons (hydrogen precursor) and active electrons. The PEC system demonstrated that it converts CO2 into HCOOH. The formic acid obtained is analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC), where total of formic acid obtained from this study is 20,87 μmol and with a faradaic efficiency of 52,32%."

"Perkembangan produksi hidrogen hingga saat ini terus dilakukan salah satunya teknologi fotoelektrokimia. Terbaru, konfigurasi sel dye sensitized photoelectrochemical-dye sensitized solar cells (DSPEC-DSSC) mulai dikembangkan agar diperoleh efisiensi yang tinggi dan sistem respon terhadap cahaya tampak. Pada penelitian ini fokus pada penggunaan fotoanoda pada sistem DSPEC berupa TiO2 nanotube arrays (TNTAs) yang tersensitasi oleh S,N-Graphene Quantum Dots (S,N-GQDs), katoda berupa Pt/Ti, elektroda referensi berupa Ag/AgCl, sedangkan pada sistem DSSC digunakan fotoanoda TNTAs tersensitasi N719 dan katoda Pt/Ti. TNTAs dianodisasi dari plat Ti dengan elektrolit berupa larutan aqueous, NH4F 0,5%, dan variasi konsentrasi CMC 1-2,5% pada pH 5. Proses anodisasi divariasikan pada voltase 10-25 V selama 2 jam. Pada konsentrasi Na-CMC yang rendah (1%) struktur tubular yang diperoleh disorganisir, di sisi lain pada konsentrasi Na-CMC yang lebih tinggi diamati keseragaman dan keteraturan susunan nanotubes terbentuk, di mana pada penelitian ini Na-CMC 2% memberikan yang hasil terbaik. Aktivitas fotokatalitik terbaik, dalam hal arus yang dihasilkan diperoleh oleh film TNTAs dalam kondisi sintesis berbasis elektrolit aqueous dan kondisi potensial bias 0,5% NH4F, 2% CMC, dan 20 V, dan TNTAs ini menunjukkan porositas terbaik (41,14%) dan lapisan penipisan terkecil (4,34 nm) dibandingkan film TNTA lainnya. Pada sensitizer S,N-GQDs disintesis dari prekursor asam sitrat dan tiourea secara hidrotermal pada suhu 160°C selama 4 jam. Hasil karakterisasi menunjukkan TNTAs/S,N-GQDs memilikirespon pada cahaya tampak. Pengujian hidrogen pada konfigurasi sel DSPEC-DSSC dihubungkan secara insitu dengan alat kromatografi gas yang dilengkapi dengan detektor TCD dan kolom packed Molecular Sieve dilakukan setiap 30 menit selama 3 jam. Tandem sel DSPEC-DSSC dengan fotoanoda DSPEC berupa TNTAs/S,N-GQDs mampu memproduksi hidrogen sebesar 3,57 μmol dan % yield H2 sebesar 0,35%. Efisiensi sel yang dihasilkan tiga kali lebih besar dibandingkan dengan sistem tandem sel DSPEC-DSSC yang menggunakan TNTAs/GQDs.

---

The hydrogen production still develop until now, one of which is photoelectrochemical technology. Recently, the configuration of dye-sensitive photoelectrochemical-dye-sensitized solar cells (DSPEC-DSSC) was being developed in order to obtain high efficiency and a response system to visible light. In this study, the focus reasearch is on the use of photoanodes in DSPEC systems in the form of TiO2 nanotube arrays (TNTAs) which was sensitized by S,N-Graphene Quantum Dots (S,N-GQDs), cathodes in the form of Pt/Ti, reference electrodes in the form of Ag/AgCl, whereas in the DSSC system used N719 sensitized TNTAs and Pt/Ti cathodes. TNTAs were anodized from Ti plates by aqueous electrolyte, NH4F 0.5%, and variations in CMC concentrations of 1-2.5% at pH 5. The anodizing process was varied at 10-25 V voltage for 2 hours. At low concentrations of Na-CMC (1%) the tubular structure obtained was inorganized, on the other hand at the higher Na-CMC concentrations observed the uniformity and regularity of the arrangement of nanotubes formed, where in this study 2% Na-CMC gave the best results . The best photocatalytic activity, in terms of the current generated is obtained by TNTAs films under aqueous electrolyte-based synthesis conditions and a bias potential condition of 0.5% NH4F, 2% CMC, and 20 V, and these TNTAs show the best porosity (41.14%) and the smallest thinning layer (4.34 nm) compared to other TNTA films. Sensitizer S,N-GQDs was synthesized from the hydrothermal citric acid and thiourea precursors at 160° C for 4 hours. The characterization results showed TNTAs/S,N-GQDs have responses in visible light. Hydrogen testing in the DSPEC-DSSC cell configuration was applied by a gas chromatograph equipped with a TCD detector and a packed Molecular Sieve column performed every 30 minutes for 3 hours. DSPEC-DSSC tandem cells with DSPEC photoanodes in the form of TNTAs/S,N-GQDs are able to produce hydrogen of 3.57 μmol and% H2 yield of 0.35%. The efficiency of the cells produced is three times greater than the DSPEC-DSSC cell tandem system which uses TNTAs/GQDs."

"Bahan bakar hidrogen sebagai energi terbarukan berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi baru dan menggantikan bahan bakar fosil karena menghasilkan emisi rendah dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Produksi hidrogen dapat dilakukan dengan reaksi pemisahan air. Dalam penelitian ini, akan diamati reaksi pemisahan air pada sistem Sel Fotoelektrokimia Tersensitasi Zat Warna (DSPEC) menggunakan nanopartikel TiO2 untuk menghasilkan hidrogen 2H+ + 2e− → H2 (0,198 V NHE pada pH 7). Film FTO/TiO2 dipreparasi dan dikarakterisasi dengan XRD dan SEM. Pewarna komersial D102 dan D131 serta pewarna Rumbipy (kompleks) digunakan sebagai zat warna tersensitasi yang akan dibandingkan dalam elektroda kerja FTO/TiO2/pewarna; faktor-faktor seperti waktu loading zat warna, hole mobility (h+), dan adanya EDTA sebagai agen sacrificial akan diinvestigasi. Produksi hidrogen optimal diperoleh pada waktu loading 3 jam untuk D102 dan Rumbipy, sementara 2 jam untuk D131, hole mobility D102, D131, dan Rumbipy masing-masing adalah 6.42, 5.25, dan 11.01 (10-10 cm2s-1). Percobaan menghasilkan produksi hidrogen dalam sistem dengan adanyaEDTA sebagai berikut, Rumbipy > D102 > D131 dengan mol hidrogen terbesar mencapai 226,4 μmol dengan efisiensi faradaic 98,88% pada zat warna Rumbipy. Sedangkan dalam sistem tanpa adanya EDTA produksi hidrogen menghasilkan D131 > D102 > Rumbipy dengan mol hidrogen terbesar hanya mencapai 0,353 μmol dengan efisiensi faradaic 2,537% pada zat warna D131, selama waktu pengukuran 550 detik dengan iradiasi 100 mWcm-2.Hydrogen fuel as renewable energy has a potency to be utilized as new energy sources and replace fossil fuels cause it resulted low emission and having no negative impact to the environment. Hydrogen production can be carried out by water splitting. In this study, we will observe the reaction of water splitting on Dye-Sensitizer Photoelectrochemical Cell (DSPEC) system using TiO2 nanoparticles to produce hydrogen 2H+ + 2e− → H2 (0,198 V NHE in pH 7). FTO/TiO2 film was prepared and characterized by XRD and SEM. Commercial dyes D102 and D131 are used as well as Rumbipy (complex) dyes as dye sensitizer which will compared in working electrode FTO/TiO2/dyes; factors such as dye loading time, hole mobility, and with or without EDTA as sacrificial agent were studied. The optimal hydrogen production was achieved at 3 hours dye loading time for D102 and Rumbipy dyes, while 2 hours for D131 dyes, hole mobility of D102, D131, and Rumbipy dyes was 6.42, 5.25, and 11.01 (10-10 cm2s-1) respectively. The experiment resulted hydrogen production in the system with the presence of EDTA as follow Rumbipy > D102 > D131 with the largest mol hydrogen reached 226.4 μmol with faradaic efficiency 98.88% in Rumbipy dyes. Whereas in the system without EDTA the hydrogen production resulted D131 > D102 > Rumbipy with the largest mol hydrogen only reached 0.35 μmol with faradaic efficiency 2.54% in D131 dyes, during measurements time 550 seconds with irradiation 100 mW cm-2."

"Hidrogen merupakan salah satu alternatif potensial untuk memenuhi besarnya kebutuhan energi di masa mendatang. Penelitian dan pengembangan hidrogen didorong oleh tingginya densitas energi per satuan berat (densitas energi gravimetrik) sebesar 140 MJ kg-1, di mana nilai tersebut 2,8 kali lipat lebih tinggi dibandingkan bahan bakar hidrokarbon. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk memproduksi hidrogen dengan energi terbarukan yaitu melalui pemecahan air fotoelektrokimia. Pada penelitian ini, heterostruktur ZnO nanorods (ZR) dan MoS2 nanosheets difabrikasi dengan metode spincoat untuk mendapatkan heterostruktur ZRM. Dari kurva densitas fotoarus vs. potensial (J-V curve), diperoleh hasil jika pembentukan heterostruktur menghasilkan densitas fotoarus sebesar 0,60 mA cm-2 pada 1,23 V vs. RHE, dua kali lipat lebih tinggi dibandingkan ZR (0,30 mA cm-2). Selain itu, efisiensi applied bias photon-to-current (ABPE) pada ZRM menunjukkan peningkatan hingga 0,91% dibandingkan ZR (0,18%). Peningkatan kinerja tersebut berasal dari penurunan celah pita dan peningkatan pemisahan muatan. Untuk memperoleh hasil yang maksimum, jumlah spincoat divariasikan. Diperoleh kinerja dan efisiensi tertinggi dengan jumlah spincoat sebanyak tiga kali. Hasil dari penelitian ini menunjukkan jika pembentukan heterostruktur ZRM dapat menghasilkan densitas fotoarus dan efisiensi yang cukup tinggi.

---

Hydrogen is one of the potential alternatives to fulfil the enormous energy demands in the future. Hydrogen research and development is driven by its high-energy-density per unit weight (gravimetric energy density) of 140 mJ kg-1, which is 2.8 times higher than hydrocarbon-based fuels. One of prominent methods of generating hydrogen using renewable energy is through photoelectrochemical water splitting. In this study, the heterostructures of ZnO nanorods (ZR) and MoS2 nanosheets were fabricated using the spincoat method to form ZRM heterostructure. From the photocurrent density vs. potential curve (J-V curve), the heterostructure formation resulted in a photocurrent density of 0.60 mA cm-2 at 1.23 V vs. RHE, twice higher than ZR (0.30 mA cm-2). In addition, the applied bias photon-to-current efficiency (ABPE) on ZRM showed up to 0.91% compared to ZR (0.18%). The increase in performance came from the band gap reduction and charge separation enhancement. To obtain the maximum performance, the number of spincoat was varied. We found that the maximum performance and efficiency was yielded by thrice spincoat. The results show that the heterostructure formation of ZRM can produce high photocurrent density and efficiency."

"

Penelitian ini membahas pemanfaatan Titanium Dioxide Nanorods (TNRs) yang disintesis melalui metode hidrotermal, sebagai fotoanoda dalam pemecah air fotoelektrokimia yang dimodifikasi melalui reduksi elektrokimia untuk meningkatkan kinerjanya. TiO₂ dikenal memiliki stabilitas kimia yang tinggi, mudah dibuat, dan biaya produksi yang relatif rendah. Namun, karena celah pita yang cukup lebar dan rekombinasi cepat dari pembawa muatan terfotogenerasi, kondisi ini menyebabkan efisiensi pemisahan muatan yang tidak efektif dan penyerapan cahaya yang tidak optimal, sehingga membatasi efisiensi kinerjanya dalam pemecahan air fotoelektrokimia. Melalui proses reduksi elektrokimia, kekosongan oksigen terbentuk ketika Ti⁴⁺ direduksi menjadi Ti³⁺ didalam struktur TiO₂, yang berguna untuk meningkatkan efisiensi pemisahan muatan dan mengurangi rekombinasi elektron dan hole. Hasil karakterisasi menunjukan, TNRs yang terbentuk memliki fasa TiO₂ rutile dan tidak terjadi perubahan fasa setelah diberikan perlakuan reduksi elektrokimia, namun perlakuan tersebut menyebabkan perubahan morfologi yang menunjukkan penipisan. Penipisan ini dapat meningkatan sedikit penyerapan cahaya dan perubahan celah pita dari 3,02 eV menjadi 3,00 eV. Pengujian fotoelektrokimia menunjukkan hasil, bahwa perlakuan dari reduksi elektrokimia memiliki pengaruh pada sifat konduktivitas, dimana konduktivitas material menjadi jauh lebih baik dengan bentuk grafik Cyclic Voltammetry (CV) menyerupai persegi panjang. Peningkatan konduktivitas tersebut didukung juga oleh penurunan hambatan Rct dari 2812 Ω menjadi 1396 Ω. Sehingga, dihasilkan rapat arus tertinggi sebesar 0,55 mA/cm² pada 1,23 V vs RHE dan nilai Applied Bias Photon-to-current Efficiency (ABPE) tertinggi sebsar 0,12%. Hasil menunjukkan TNRs yang diberikan perlakuan reduksi elektrokimia dapat meningkatkan kinerja pemecahan air fotoelektrokimia.

---

This research discusses the use of Titanium Dioxide Nanorods (TNRs) synthesized through the hydrothermal method as photoanodes in a photoelectrochemical water splitting system, which is modified via electrochemical reduction to enhance its performance. TiO₂ is known for its high chemical stability, ease of fabrication, and relatively low production cost. However, due to its wide band gap and rapid recombination of photogenerated charge carriers, these conditions lead to ineffective charge separation efficiency and suboptimal light absorption, thus limiting its performance efficiency in photoelectrochemical water splitting. Through the electrochemical reduction process, oxygen vacancies are formed when Ti⁴⁺ is reduced to Ti³⁺ within the TiO₂ structure, which helps improve charge separation efficiency and reduce electron-hole recombination. Characterization results show that the formed TNRs have a rutile TiO₂ phase and no phase change occurs after the electrochemical reduction treatment, although the treatment causes morphological changes indicating thinning. This thinning can slightly enhance light absorption and change the band gap from 3.02 eV to 3.00 eV. Photoelectrochemical testing shows that the electrochemical reduction treatment affects the conductivity properties, making the material's conductivity significantly better, with the Cyclic Voltammetry (CV) graph resembling a rectangle. This conductivity improvement is also supported by a decrease in Rct resistance from 2812 Ω to 1396 Ω. Thus, the highest current density achieved is 0.55 mA/cm² at 1.23 V vs RHE and the highest Applied Bias Photon-to-current Efficiency (ABPE) is 0.12%. The results indicate that electrochemically reduced TNRs can enhance the performance of photoelectrochemical water splitting."

"Hidrogen merupakan sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan yang sangat potensial untuk menggantikan bahan bakar fosil. Banyak metoda dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Pemecahan air secara fotoelektrokimia adalah salah satu metode yang sangat menjanjikan untuk mengkonversi sinar matahari menjadi energi kimia. Dalam penelitian ini, fotokatalis TiO2 nanotube arrays TNTAs tersensitasi CdS nanopartikel diinvestigasi sebagai elektroda dalam sel surya quantum dot sensitized solar cell, QDSSC yang digabung dengan sistem sel fotoelektrokimia PEC dan digunakan sebagai strategi baru untuk produksi hidrogen melalui proses pemecahan air. Dalam risalah laporan disertasi ini disampaikan hasil investigasi terhadap sintesis, karakterisasi, dan aktivitas fotoelektrokatalisis elektroda TiO2 nanotube arrays TNTAs dan elektroda TNTAs tersensitasi CdS nanopartikel. Elektroda TNTAs disintesis dengan metode oksidasi elektrokimia plat titanium dalam larutan etilen glikol. Pengaruh konsentrasi elektrolit, potensial anodisasi, waktu anodisasi, jarak antar elektroda, dan suhu kalsinasi diinvestigasi dalam pekerjaan ini, dengan tujuan untuk memperoleh struktur tubular yang seragam dan rapat sehingga dapat meningkatkan sifat fotokatalitik material TiO2. Sensitizer CdS nanopartikel dideposisikan pada permukaan TNTAs dengan metode succesive ionic layer adsorption and reaction SILAR yang dibantu dengan ultrasonikasi. Pengujian sistem sel gabungan QDSSC-PEC untuk produksi hidrogen dilakukan dengan memvariasikan kondisi percobaan yaitu variasi zona katalisis katoda, variasi konsentrasi hole scavenger dan variasi intensitas cahaya. Hasil karakterisasi memperlihatkan diameter dalam TNTAs meningkat dari 15 nm sampai dengan 80 nm dengan meningkatnya potensial anodisasi dari 15 V sampai dengan 60 V. sementara panjang tabung meningkat dari 2 m menjadi 7,6 m dengan meningkatnya waktu anodisasi dari 15 menit sampai dengan 120 menit pada potensial anodisasi 40 V. Elekroda yang dipreparasi pada kondisi 40 V selama 45 menit dalam elektrolit etilen glikol yang mengandung 0,3 NH4F dan 2 H2O; jarak antar elektroda 1,5 cm; suhu kalsinasi 4500C memperlihatkan struktur tabung yang rapat dan seragam dan mempunyai aktivitas fotokatalisis terbaik dengan efisiensi fotokonversi sebesar 16 dibawah penyinaran sinar UV. Data XPS TNTAs yang disensitasi CdS nanopartikel memperlihatkan komposisi kimia dan chemical state fotokatalis sebagai struktur CdS/TiO2. Hasil pengukuran SEM elektroda CdS/TNTAs yang disintesis menggunakan metode SILAR-ultrasonikasi memperlihatkan CdS tersebar merata di permukaan mulut tabung, bagian dalam dan luar tabung. Dari hasil pengamatan TEM diperoleh ukuran CdS nanopartikel sebesar 6-10 nm. Kurva DRS memperlihatkan nilai band gap sekitar 2,28-2,32 eV yang mengindikasikan keberadaan partikel CdS pada elektroda CdS/TNTAs. Efisiensi fotokonversi CdS/TNTAs dibawah penyinaran sinar tampak sebesar 12,03 , 5 kali lebih besar dibandingkan elektroda TNTAs murni.Hasil pengujian sistem sel gabungan QDSSC-PEC memperlihatkan pembentukan gelembung udara sebagai hidrogen pada katoda dan oksigen pada anoda. Hasil pengukuran kromatografi gas menunjukkan munculnya puncak kromatogram gas hidrogen dan oksigen . Jumlah gas hidrogen yang dihasilkan sangat ditentukan oleh kondisi percobaan yang dilakukan. Kondisi percobaan optimum diperoleh dengan menggunakan katoda Pt/Ti, konsentrasi hole scavenger metanol 20 dan intensitas cahaya 160 mW/cm2. Laju pembentukan gas hidrogen yang terbentuk pada kondisi optimum sebesar 13,44 L/men. Efisiensi energi sel untuk produksi hidrogen melalui proses pemecahan air sebesar 4,78. Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa sel QDSSC-PEC mempunyai potensi yang menjanjikan sebagai strategi baru dalam menghasilkan hidrogen melalui proses pemecahan air secara artificial fotosintesis.

---

Solar hydrogen is a potential renewable energy source and environmentally friendly to replace fossil fuel. Many methods can be used to generate hydrogen. Photoelectrochemical water splitting is one of the most promising methods for convert of solar to chemical energy. In this study, CdS nanoparticles sensitized TiO2 nanotube arrays CdS TNTAs was investigated for use as an electrodes in solar cell systems quantum dot sensitized solar cell, QDSSC which combined with photoelectrochemical cell QDSSC PEC and used as a new strategy for the production of hydrogen through water splitting process.

In this dissertation report, we investigated the results of synthesis, characterization and photoelectrochemical activity of TNTAs and CdS TNTAs electrodes. The effect of electrolyte concentration, anodization potential, anodization time, the distance between the electrodes, and the calcination temperature were investigated in this work, with the aim to obtain a high ordered nanotubular structure and have a good photocatalytic activity. The sensitizer of CdS nanoparticles was deposited on the TNTAs surface by successive ionic layer adsorption and reaction SILAR method assisted with ultrasonication technique. The testing of QDSSC PEC cells for hydrogen production is done by varying the experimental conditions that variations of catalysis zone cathode , variation of hole scavenger concentration and light intensity variations.

The characterization results showed that the pore diameter of TNTAs increase from 15 nm to 80 nm with increasing anodization potential from 15 to 60 V, while the tube length increase from 2 m to 7.6 m with increasing anodization time from 15 to 120 minutes at 40 V of anodization potential. The TNTAs electrode was prepared at 40V and 45 minutes in the electrolyte of ethylene glycol containing 0.3 NH4F and 2 H2O the distance between the electrodes of 1.5 cm calcinations temperature at 4500C shows a well ordered nanotubular structures with the inner tube diameter was about 80 nm, the tube length was about 5.7 m and have the best photocatalytic activity with the photoconversion efficiency of 16 under UV light illumination.

The FE SEM results of CdS TNTAs electrode shows that CdS nanoparticles uniformly decorated on the top surface , inner wall and outer wall TNTAs without clogging at the nanotube mouth. The XPS spectra of CdS sensitized TNTAS electrode shows the chemical composition and chemical state as the CdS and TiO2 structure. The TEM image of the CdS TNTAs shows that CdS nanoparticles were abundantly deposited inside the TNTAs and a crystalline CdS nanoparticles was grown on an anatase TiO2 with particle size of 6 nm. The DRS curve shows the band gap value of about 2.28 to 2.32 eV, indicating the presence of CdS nanoparticles on the CdS TNTAs electrode. The energy photoconversion efficiency of CdS TNTAs was 12.03 under visible light illumination, which five times higher than that of a pure TNTAs electrode. The evaluating results of QDSSC PEC cell showed the formation of air bubbles as hydrogen gas at the cathode and oxygen gas at anode surface.

The measurement results of gas chromatography showed the chromatogram peaks of hydrogen and oxygen. The amount of hydrogen gas produced is determined by the experimental conditions conducted. The optimum experimental conditions obtained using Pt Ti cathode, 20 of methanol concentration as hole scavenger and light intensity of 160 mW cm2. The formation rate of hydrogen gas at optimum condition is 13.44 L men. The energy efficiency of cell for hydrogen production from water splitting process is 4.78. This results indicates that the QDSSC PEC cell have promising potential as a new strategy to generate hydrogen, which one may call an artificial photosynthetic water splitting process."