Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Peningkatan kebutuhan dan konsumsi energi setiap tahunnya tentu menjadi tantangan bagi seluruh dunia dalam menemukan sumber energi yang tidak berbahaya bagi lingkungan karena umumnya hampir sebagaian besar sumber energi saat ini berasal dari bahan bakar fossil yang mana seperti diketahui, bahan bakar fosil dapat menghasilkan emisi CO2 yang termasuk sebagai gas rumah kaca. Salah satu sumber energi yang cukup menjanjikan sebagai alternatif dari bahan bakar fosil adalah Hidrogen. Produksi hidrogen dapat dihasilkan dari elektrolisis air melalui water spiltting. Dalam proses water splitting, elektrokatalis adalah faktor penting yang dapat meminimalkan nilai overpotential. Material yang berpotensi digunakan sebagai elektrokatalis adalah MXene (Ti3C2Tx) yang disisipkan dengan material lainnya yaitu Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) terfungsionalisasi. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan sintesis nanokomposit MXene/MWCNT melalui metode hidrotermal untuk digunakan sebagai elektrokatalis pada reaksi evolusi hidrogen. Nanokomposit MXene/MWCNT yang telah disintesis kemudian dikarakerisasi menggunakan XRD, SEM, TEM, FTIR, BET dan spektroskopi Raman. Lalu untuk mengetahui performa elektrokatalisnya didapatkan dari pengujian elektrokimia LSV, CV, EIS dan kronoamperometri. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa nilai onset dan overpotential nanokomposit MXene/MWCNT sebesar 267mV dan 517mV, yang mana nilai tersebut paling kecil dibandingkan elektroda lainnya yang digunakan pada penelitian ini dan melalui perhitungan ECSA dari pengujian CV didapatkan nilai luas permukaan aktif elektrokimia nanokomposit MXene/MWCNT sebesar 93,75cm2. Kemudian berdasarkan pengukuran EIS diketahui nanokomposit MXene/MWCNT memiliki hambatan yang kecil dan konduktivitas yang baik. Selain itu untuk kestabilannya yang dievaluasi melalui pengujian elektrokimia kronoamperometri, didapatkan bahwa nanokomposit MXene/MWCNT memiliki kestabilan yang cukup baik dalam digunakan sebagai elektrokatalis pada reaksi evolusi hidrogen. ......The increase in energy demand and consumption every year is certainly a challenge for the whole world in finding energy sources that are not harmful to the environment because almost large source of energy today comes from fossil fuels. As known, fossil fuels can produce CO2 emissions which is one of a greenhouse gas. Hydrogen is one of the promising energy sources as an alternative to fossil fuels. Hydrogen production can be produced from water electrolysis through water splitting. In the process of water splitting, electrocatalyst is an important factor that can minimize the overpotential value. The material that has the potential to be used as an electrocatalyst is MXene (Ti3C2Tx) which is inserted with other materials, namely functionalized Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). Therefore, in this research, the synthesis of MXene/MWCNT nanocomposites by hydrothermal method was carried out to be used as an electrocatalyst in the hydrogen evolution reaction. The synthesized MXene/MWCNT nanocomposite was then characterized using XRD, SEM, TEM, FTIR, BET and Raman spectroscopy. Then to find out the performance of the electrocatalyst obtained from LSV, CV, EIS and chronoamperometric electrochemical tests. Based on the research results, we found out that the onset and overpotential values ​​of the MXene/MWCNT nanocomposites are 267mV and 517mV, which are the smallest values ​​compared to the other electrodes used in this study and through ECSA calculations from the CV testing, the value of the electrochemical active surface area of ​ MXene/MWCNT nanocomposites is 93,75cm2. Then based on EIS measurements it is known that the MXene/MWCNT nanocomposite has small resistance and good conductivity. In addition to its stability which was evaluated through chronoamperometric electrochemical testing, it was found that the MXene/MWCNT nanocomposite had fairly good stability in being used as an electrocatalyst in the hydrogen evolution reaction.

Abstrak :
Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan teknologi yang pesat membuat investasi pada teknologi bidang hidrogen semakin banyak. Produksi hidrogen yang stabil menggunakan teknik elektrolisis air dianggap menjadi salah satu cara yang menjanjikan untuk mendapatkan sumber energi listrik terbarukan. Penggunaan teknik elektrolisis air alkali (AWE) untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen murni dapat mengurangi kadar emisi gas CO2. Maka dari itu dikembangkan elektrokatalis yang lebih efektif untuk proses tersebut, yaitu nanokomposit MoS2/MXene. Pada fabrikasi material nanokomposit MoS2/MXene, didapatkan komposit dengan nilai konduktifitas dan nilai aktivitas yang tinggi untuk reaksi evolusi hidrogen. Hasil karakteriasi sintesis MoS2, MXene dan nanokomposit MoS2/MXene, yang menggunakan karakterisasi SEM, TEM, XRD dan Spektroskopi Raman terlihat bahwa masing-masing senyawa prekursor komposit maupun nanokomposit MoS2/MXene berhasil disintesis. Berdasarkan hasil karakterisasi BET, terlihat nanokomposit MoS2/MXene memiliki luas permukaan yang lebih kecil (58,091 m2/g) dibandingkan dengan MXene (87,828 m2/g) dan MoS2 (67,441 m2/g). Kemudian fabrikasi elektroda dengan variasi GCE/MXene, GCE/MoS2, dan GCE/MoS2/MXene untuk dilakukan uji aktivitas elektrokatalik menggunakan karakterisasi Linear Sweep Voltametry (LSV) diperoleh nilai onset potensial, overpotential dan tafel slope pada elektroda GCE/MoS2/MXene memiliki nilai yang mendekati logam Pt untuk ketiga nilai tersebut. Kemudian melalui uji Electrochemically Active Surface Area (ECSA) diperoleh luas permukaan aktif yang paling tinggi pada nanokomposit MoS2/MXene. Berdasarkan uji EIS diketahui nanokomposit MoS2/MXene memiliki nilai hambatan transfer muatan sebesar 1,65 kΩ. dan memiliki stabilitas yang baik melalui uji kronoamperometri selama 9000 detik. ......Nowadays, hydrogen technology undergoes rapid advancement which causes high demand for investment in this field. Stable hydrogen production which utilizes water electrolysis techniques is a promising way to obtain renewable sources of electrical energy. By using the alkaline water electrolysis (AWE) technique to convert water to pure hydrogen and oxygen the method can also reduce CO2 gas emission. Therefore, an electrocatalyst with better effectiveness for this process was developed, one of them is MoS2/MXene nanocomposite, with high conductivity and high activity values for the hydrogen evolution reaction (HER) are obtained. The results of the characterization of the synthesis of MoS2, MXene and the MoS2/MXene nanocomposite, using SEM, TEM, XRD and Raman Spectroscopy characterization, showed that each composite precursor compound and MoS2/MXene nanocomposite were successfully synthesized. Based on the BET characterization results, it appears that the MoS2/MXene nanocomposite has a smaller surface area (58.091 m2/g) compared to MXene (87.828 m2/g) and MoS2 (67.441 m2/g). Then fabricate the electrodes with variations of GCE/MXene, GCE/MoS2, and GCE/MoS2/MXene to test the electrocatalytic activity using the Linear Sweep Voltametry (LSV) characterization to obtain the initial potential, overpotential and tafel slope values of the GCE/MoS2/MXene electrodes which approaches metal Pt for all three values. Then through the Electrochemically Active Surface Area (ECSA) test, the highest active surface area was obtained on the MoS2/MXene nanocomposite. Based on the EIS test, it was found that the MoS2/MXene nanocomposite had a charge transfer resistance value of 1.65 kΩ. and has good stability through chronoamperometric test for 9000 seconds.

Abstrak :
Elektrokatalitik water splitting diketahui merupakan teknologi yang menjanjikan untuk produksi hidrogen dan oksigen yang menyediakan energi bersih yang terjangkau dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Elektrokatalis digunakan untuk meningkatkan laju reaksi elektrokimia reaksi evolusi hidrogen (HER) dan reaksi evolusi oksigen (OER). Dibandingkan dengan logam mulia lain, Platinum (Pt) merupakan elektrokatalis HER yang paling efisien dan stabil dalam elektrolit asam atau basa. Studi literatur menunjukkan efisiensi elektrokatalitik dari bahan platinum berstruktur nano sangat dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, dan bidang kristal permukaannya. Untuk itu dalam penelitian ini dilakukan sintesis partikel Pt diatas substrat ITO dengan metode elektrodeposisi mode Square-Wave Pulse (SWP) dengan variasi larutan elektrolit dengan KCl dan KCl + H2SO4 untuk mendapatkan bentuk dan bidang kristal tertentu di permukaan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pertumbuhan partikel Pt dipegaruhi oleh adanya ion-ion elektrolit asam sulfat (H2SO4), yaitu HSO4- dan SO42- yang mendorong pembentukan partikel anisotropik, yaitu berbentuk bulat dengan duri runcing yang berbentuk seperti kelopak bunga (flower-like). Sedangkan elektrolit KCl saja hanya menghasilkan partikel Pt dengan kecenderungan berbentuk bulat (sphere). Pt MF menunjukkan kinerja katalitik HER yang lebih baik dimana overpotential dan kemiringan yang lebih rendah daripada Pt MS. Hal tersebut mungkin disebabkan adanya bidang berindeks tinggi yaitu bidang (220) dan (311) pada Pt MF yang berkerja sebagai situs aktif yang dapat memutus rantai ikatan senyawa. Sedangkan Pt MS dominan memiliki bidang kristal (100) dan (002) yang lebih baik untuk meningkatkan aktivitas katalitik OER.

---

Electrocatalytic water splitting is considered as a promising technology for the production of hydrogen as affordable clean energy and reduces dependence on fossil fuels. Electrocatalysts used to increase the electrokinetics reaction of hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). Compared to other noble metals materials, Platinum (Pt) is the most efficient and stable HER electrocatalyst in acid or alkaline electrolytes. Literature studies show the electrocatalytic efficiency of nanostructured Pt influenced by the shape, size, and surface crystal facets. For this reason, this research carried out the synthesis of Pt particles on the ITO-coated glass substrate using the Square-Wave Pulse (SWP) mode electrodeposition method with two variations in the electrolyte solution, namely KCl and KCl + H2SO4 to obtain certain crystal facets on the surface. The results show that the growth of Pt particles was affected by the presence of sulfuric acid electrolyte ions (HSO4- and SO42-) promoting the formation of anisotropic particles, which is flower-like particles, while the single electrolytes KCl only produces Pt particles with a spherical shape. Pt MFs shows a better catalytic performance of HER, where overpotential and slope are lower than Pt MSs. That might be due to high index facets (220) and (311), which work as active sites that can break the bonding chains of compounds. Meanwhile, the crystal facets of Pt MSs are dominated by (100) and (002) facets which are better for the catalytic activity of OER.

Abstrak :
Bahan bakar hidrogen merupakan salah satu sumber energi baru dan terbarukan yang menarik perhatian karena memiliki kepadatan energi yang tinggi. Reaksi evolusi hidrogen merupakan teknik paling sederhana yang dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen sebagai salah satu sumber energi alternatif. Pengembangan material terus dilakukan agar dapat memperoleh kinerja reaksi evolusi hidrogen yang efektif dan efisien. Pada penelitian ini, dilakukan dekorasi multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) dengan nanopartikel AuAg menggunakan metode direct borohydride reduction, yang akan digunakan sebagai elektrokatalis pada reaksi evolusi hidrogen, Keberhasilan dan kemurnian dari dekorasi nanopartikel AuAg terhadap MWCNT telah dianalisis melalui karakterisasi XRD, Spektroskopi UV-Vis, dan Spektroskopi Raman. Komposit AuAg/MWCNT, Au/MWCNT, Ag/MWCNT dan f-MWCNT yang telah dipreparasi akan ditambatkan pada elektroda glassy carbon melalui metode drop casting. Nilai overpotensial yang didapatkan dari elektroda GCE/AuAg/MWCNT, GCE/Au/MWCNT, GCE/Ag/MWCNT, GCE/MWCNT, dan bare GCE berturut-turut adalah -0,47 V; -0,63V; -0,50 V; -0,64 V dan -0,96 V yang membuktikan bahwa dekorasi MWCNT dengan nanopartikel AuAg berhasil meningkatkan kinerja sebagai elektrokatalis pada reaksi evolusi hidrogen dengan menurunkan nilai overpotensial. Selain itu, dari pengujian ECSA diketahui bahwa luas permukaan aktif dari elektroda GCE/AuAg/MWCNT adalah 0,1665 cm-2, jauh lebih besar jika dibandingkan dengan GCE/Au/MWCNT (0,0353 cm- 2), GCE/Ag/MWCNT (0,020 cm-2), GCE/MWCNT (0,0067 cm-2) dan bare GCE (0,0033 cm-2). Sifat konduktivitas dan kestabilan elektroda GCE/AuAg/MWCNT juga berhasil dibuktikan dari analisis EIS dan uji stabilitas elektroda melalui metode kronoamperometri. Selain itu, seluruh komposit dilakukan karakterisasi dengan menggunakan Fourier Transform Infra-Red (FTIR), Spektroskopi Raman, X-ray diffraction (XRD), Spektroskopi UV-Vis, dan transmission electron microscopy (TEM). ......Hydrogen fuel currently gaining popularity as a renewable source due to its higher energy density. Hydrogen evolution reaction is the simplest and most effective method to produce hydrogen as a source of alternative energy with zero emission of CO2. Material development continues to be carried out to obtain an effective and efficient hydrogen evolution reaction performance. In this research, a direct borohydride reduction process was utilized to decorate multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) with AuAg nanoparticles, which would be used as an electrocatalyst in the hydrogen evolution reaction. The prepared AuAg/MWCNT, Au/MWCNT, Ag/MWCNT, and f-MWCNT composites will be anchored to the glassy carbon electrode by a drop-casting method. The overpotential values obtained from the GCE/AuAg/MWCNT, GCE/Au/MWCNT, GCE/Ag/MWCNT, GCE/MWCNT, and bare GCE electrodes were -0.47 V; -0.63V; - 0.50 V; -0.64 V and -0.96 V which proved that the decoration of MWCNT with AuAg nanoparticles succeeded in increasing the performance as an electrocatalyst in the hydrogen evolution reaction by reducing the overpotential value. In addition, from the ECSA test it is known that the active surface area of the GCE/AuAg/MWCNT electrode is 0.1665 cm-2, much larger than that with GCE/Au/MWCNT (0.0353 cm-2), GCE/Ag/MWCNT (0.020 cm-2), GCE/MWCNT (0.0067 cm-2) and bare GCE (0.0033 cm- 2). The conductivity and stability of the GCE/AuAg/MWCNT electrodes were also proven from the EIS analysis and the electrode resistance test using the chronoamperometric method. All the composites were also characterized using Fourier Transform Infra-Red (FTIR), Raman Spectrophotometer, X-Ray Diffraction (XRD), UV-VIS Spectrophotometry, and Transmission Electron Microscopy (TEM).