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. |
T54873-Liya Nikmatul Maula Zulfa Saputri.pdf :: Unduh