Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Amonia merupakan bahan kimia yang penting dan banyak digunakan dalam berbagai proses industri kimia. Amonia diproduksi dalam skala industri melalui proses Haber-Bosch. Dalam proses tersebut gas H2 dan N2.direaksikan pada suhu dan tekanan tinggi, serta menggunakan hidrokarbon dari minyak bumi sebagai sumber protonnya. Dalam penelitian ini, sintesis NH3 dilakukan secara fotokatalitik, dalam tekanan dan suhu ruang, menggunakan gas nitrogen dan sumber proton dari air. Pada penelitian sebelumnya digunakan fotokatalis TiO2 yang diperkaya dengan spesi Ti3+ yang disiapkan secara elektrokimia. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan matrik sistem Ti3+ TiO2 nanotube, dengan upaya meningkatkan populasi spesi Ti3+9 dan menedekorasinya dengan nano partikel emas. Sistem fotokatalis Au/Ti3+/TiO2NT yang dihasilkan saat direndam dalam larutan 0,1 M Na2SO4 dan dialiri gas N2, serta disinari dengan sinar tampak menghasilkan NH3, dengan konversi sinar ke produk ammonia sebesar 0.026%.

---

Ammonia (NH3) is an important chemical and is widely used in various industrial processes. Ammonia production in an industrial scale is conducted through the Haber-Bosch process, where in this process H2 and N2 gases are reacted in a high temperatures and pressures. In addition, in that process the hydrocarbon was used as proton precursor. In this research, the photocatalytic method of producing NH3 from water, as proton source, and N2 at atmospheric pressure and room temperature is being investigated. In the previous study, it was reported that a specific enriched TiO2 semiconductor material with Ti3 + showed its potential to photocatalytically conver nitrogen to ammonia, under UV irradiation. In this study, the photocatalyst matrix was improved by increasing the Ti3 + species population and decorating with gold nanoparticle. The resulted photocatalyst system, namely Au / Ti3 + / TiO2-NT, then was immersed in 0.1M of Na2SO4 solution, under N2 bubbling, and exposed by visible light, and consistently ammonia productions were observed. In the present condition an efficientcy of solar to ammonia production was approximately 0.026% ."

"ABSTRAKAmonia (NH3) merupakan bahan kimia penting dan banyak digunakan dalam berbagai proses industri kimia. Amoniak diproduksi dalam skala industri melalui proses Haber-Bosch. Dalam prosesnya, gas H2 dan N2 direaksikan pada suhu dan tekanan tinggi, dan menggunakan hidrokarbon dari minyak bumi sebagai sumber proton. Pada penelitian ini, sintesis NH3 dilakukan secara fotokatalitik, pada suhu dan tekanan kamar, menggunakan gas nitrogen dan sumber proton dari air. Pada penelitian sebelumnya, fotokatalis TiO2 yang diperkaya dengan spesies Ti3+ digunakan secara elektrokimia. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan matriks sistem nanotube Ti3+-TiO2, dengan upaya meningkatkan populasi spesies Ti3+, dan menghiasinya dengan nanopartikel emas. Sistem fotokatalis Au/Ti3+/TiO2-NT dihasilkan ketika direndam dalam larutan Na2SO4 0,1 M dan dialirkan dengan gas N2, dan disinari dengan cahaya tampak menghasilkan NH3, dengan konversi cahaya menjadi produk amonia sebesar 0,026%.ABSTRACTAmmonia (NH3) is an important chemical and is widely used in various chemical industrial processes. Ammonia is produced on an industrial scale through the Haber-Bosch process. In the process, H2 and N2 gases are reacted at high temperature and pressure, and use hydrocarbons from petroleum as a proton source. In this study, the synthesis of NH3 was carried out photocatalytically, at room temperature and pressure, using nitrogen gas and a proton source from water. In a previous study, TiO2 photocatalyst enriched with Ti3+ species was used electrochemically. In this study, a matrix of Ti3+-TiO2 nanotube systems was developed, with an effort to increase the population of Ti3+ species, and decorate it with gold nanoparticles. The Au/Ti3+/TiO2-NT photocatalyst system was produced when immersed in 0.1 M Na2SO4 solution and flowed with N2 gas, and irradiated with visible light to produce NH3, with a conversion of light to ammonia product of 0.026%."

"ABSTRACTAmonia NH3 merupakan bahan kimia yang penting dan banyak digunakan dalam berbagai proses industri kimia. Amonia yang digunakan untuk produksi pada skala industri dilakukan melalui proses Haber-Bosch, dimana dalam proses ini mereaksikan gas H2 dan N2 dengan suhu dan tekanan tinggi. Pada penelitian ini, yang akan diteliti adalah metode produksi NH3 dengan fotokatalitik melalui air dan N2 pada tekanan atmosfer dan suhu ruang. Sebagian fotokatalis semikonduktor sudah diusulkan, tetapi terhambat oleh rendahnya efisiensi. Pada penelitian sebelumnya menggunakan material semikonduktor TiO2 yang diperkaya spesi Ti3 untuk bertindak sebagai reduksi N2 menjadi NH3, namun hal tersebut hanya aktif pada panjang gelombang sinar UV. Kali ini peneliti akan mendekorasi material tersebut dengan nanopartikel emas yang diharapkan aktivitas fotokatalitiknya dapat digunakan atau diaktifkan pada panjang gelombang sinar tampak. Sistem fotokatalitik ini dengan Au/Ti3 /TiO2-NT yang ketika difotoirradiasi dengan sinar Visible dalam aquabidest dengan bubbling N2 diharapkan dapat menghasilkan gas NH3. Spesi Ti3 pada sistem Au/Ti3 /TiO2-NT berfungsi untuk mereduksi N2. Hasil penelitian ini didapatkan konversi energi cahaya menjadi energi kimia dengan efisiensi sebesar 0.0059 .

---

ABSTRACTAmmonia NH3 is an important chemical and widely used in various chemical industry processes. Ammonia used for production on industrial scale carried out through the Haber Bosch process, which in this process reacts H2 and N2 gases with high temperature and pressure. In this research, the production method of NH3 with photocatalytic through water and N2 at atmospheric pressure and room temperature will be investigated. Some semiconductor photocatalysts had been proposed, but had been hampered by low efficiency. In previous research used by semiconductor material TiO2 which enriched by Ti3 to act as N2 reduction to NH3, but it was only active at the wavelength of UV light. At this time, researchers will decorate the materials with gold nanoparticles that photocatalytic activity expected to be used or activated at wavelengths of visible light. This photocatalytic system with Au Ti3 TiO2 NT when photoirradiated by visible light in aquabidest with N2 bubbling is expected to produce NH3 gas. Ti3 on Au Ti3 TiO2 NT systems serves to reduce N2. The results of this research obtained the conversion of light energy into chemical energy with an efficiency of 0.0059 ."

"Amonia merupakan senyawa kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan. Produksi amonia yang sering digunakan adalah proses Haber-Bosch yang menghasilkan emisi CO2 yang besar dan harus dilakukan pada suhu dan tekanan ekstrim. Produksi NH3 air dan N2 secara fotokatalisis dapat dilakukan pada temperatur dan tekanan ruang sehingga menjadikan produksi ini sangat ideal. Namun metode ini masih memiliki efisiensi yang relatif rendah.Dalam penelitian ini dilakukan proses konversi nitrogen menjadi ammonia tandem sel surya, Quantum Dot Sensitized Solar Cell (QDSSC), dengan sel fotoelektrokimia sebagai zona katalisis. Fotoanoda dalam sel surya menggunakan  TiO2 nanotube yang disensitasi dengan CdS, sedangkan sel fotoelektrokimia pada zona katalisis menggunakan pasangan electrode Ti3+/TiO2 nanotube yang diletakan dalam dua kompartemen terpisah. Tandem sel yang dikembangkan berhasil mengkonversi N2 menjadi NH3, dengan menggunakan sumber hidrogen dari air dan input energi dari sinar tampak, denga rata-rata efisinesi konversi berkisar antara 0,03-0,098%.

---

Ammonia is an essential substance in human lives. The most common method in ammonia production in industries is the Haber-Bosch method, this method using high temperature and pressure also produce CO2 emissions as sideproduct. NH3 can be produced by water and N2 through a photolytic reaction using room temperature and atmospheric pressure which made this reaction is ideal for ammonia production. But this method has low efficiency of production.

This research purpose is to produce ammonia through photocatalytic reaction of nitrogen reduction using modified Quantum Dot Sensitized Solar Cell (QDSSC) in TiO2 nanotube, through separation of an anodic catalytic zone and cathodic zone. TiO2 nanotube sensitized by CdS and illuminated by visible light to produce electron which can be transferred to catalytic zone for nitrogen reduction. The solar cell that has been made succeeded in convert N2 to NH3, using water as H2 source and visible light as an energy source, with average conversion efficiency 0,03-0,098 %."

""ABSTRAK"Amonia NH3 adalah senyawa kimia yang penting dalam kehidupan modern ini. Dari sekitar 100 tahun lalu sampai saat ini produksi amonia masih diproduksi dengan proses Haber-Bosch menggunakan H2 dan N2 di bawahpada tekanan dan suhu yang sangat tinggi. Metode produksi NH3 dengan fotokatalitik dari air dan N2 pada tekanan atmosfer dan suhu ruang adalah hal yang akan diteliti. Beberapa fotokatalis semikonduktor telah diusulkan, tapi terkendala mengenai efisiensinya yang rendah. Dalam penelitian ini akan dipreparasi TiO2 nanotube dengan sejumlah kekosongan oksigen pada permukaan atau Ti3 surface defects dengan metode reduksi elektrokimia. TiO2-NT difabrikasi melalui anodisasi dari plat Ti selama 45 menit pada 40 V, lalu diannealing selama 2 jam pada 450oC untuk membentuk kristal anatase. Sistem fotokatalitik dengan Ti3 /TiO2-NT yang ketika difotoirradiasi dengan sinar UV dalam air murni dengan bubbling N2 diharapkan dapat menghasilkan gas NH3. Sisi aktif untuk reduksi N2 adalah spesi Ti3 terdapat di sisi-sisi oksigen yang kosong. Spesi ini bertindak sebagai tempat adsorpsi N2. Sifat-sifat ini yang menyebabkan kenaikan kemampuan reduksi N2 menjadi NH3. Konversi energi cahaya menjadi energi kimia didapat dengan efisiensi sebesar 0.0181 "

---

""ABSTRACT"Ammonia NH3 is an important chemical compound in modern life. Since 100 years ago until now, ammonia is still produced by Haber Bosch method from N2 and H2 in very high pressure and temperature. NH3 production by photocatalytic water and N2 in atmosphere pressure and room temperature will be investigated later. Some semiconductor photocatalysts had been proposed but still had a problem about the low efficiency. In this research, TiO2 nanotube is fabricated with some oxygen vacancies or Ti3 surface defect Ti3 TiO2 NT by electrochemical method. TiO2 NT is fabricated by anodization from Ti foil for 45 minutes at 40 V, then annealing for 2 hours at 450oC to form anatase crystals. Photocatalytic system with Ti3 TiO2 NT when photoirradiated by UV light with water and N2 bubbling is expected to produce NH3. The active site for N2 reduction is Ti3 species on the oxygen vacancies. These species act as adsorption sites for N2 and trapping sites for the photoformed conduction band electrons. These properties therefore promote e cient reduction of N2 to NH3. The solar to chemical energy conversion e ciency is 0.0181 "

"Amonia merupakan senyawa kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan. Produksi amonia yang sering digunakan adalah proses Haber-Bosch menggunakan hidrogen dan nitrogen pada kondisi tekanan dan suhu ekstrim. Salah satu cara lain yang berpotensi dan sedang dikembangkan adalah fiksasi nitrogen secara fotokatalisis pada kondisi ambien. Dalam penelitian ini dilakukan proses fotokatalisis reduksi nitrogen menggunakan sumber elektron yang dihasilkan oleh zona Quantum Dot Sensitized Solar Cell QDSSC berbasis semikonduktor TiO2 nanotube. TiO2 nanotube disensitasi oleh quantum dot CdS dan disinari oleh cahaya tampak menghasilkan elektron yang ditransfer ke zona katalisis untuk reduksi nitrogen menjadi amonia. Variasi waktu reaksi dan pH dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap jumlah amonia yang dihasilkan. Karakterisasi dilakukan terhadap morfologi TiO2 serta keberadaan spesi Ti3 pada permukaan TiO2 di zona katalisis yang akan bertindak sebagai sisi aktif reduksi nitrogen. Efisiensi dari QDCdS-SSC yang diperoleh sebesar 1,63. Aplikasi QDCdS-SSC yang dimodifikasi dengan zona katalisis Ti3 /TiO2 nanotube dapat menghasilkan amonia dengan efisiensi konversi energi cahaya menjadi energi kimia oleh QDCdS-SSC sebesar 0,0211.

---

Ammonia is a chemical compound that mostly used in our life. Generally, ammonia is produced by Haber Bosch process using hydrogen and nitrogen at extreme pressure and temperature. The other alternative potential method is a photocatalysis process. In this research, reduction of nitrogen by photocatalysis using nanotube TiO2 based Modified CdS Quantum Dot Sensitized Solar Cell with catalytic zone was investigated. TiO2 was sensitized by CdS and irradiated by visible light to generate electrons for nitrogen reduction at catalytic zone. Variation of reaction time and pH were performed to determine the effect of ammonia production. Characterization was performed to determine morphology of TiO2 and presence of Ti3 species on the surface as an active site of nitrogen reduction. The obtained efficiency of QDCdS SSC is 1.63. Modified QDCdS SSC with Ti3 TiO2 nanotube attain to produce ammonia with solar chemical conversion efficiency at 0,0211."

"Amonia NH3 merupakan bahan kimia yang penting dalam industri kimia. Dewasa ini, telah dikembangkan suatu metoda baru dalam produksi amonia melalui reaksi fotokatalitik menggunakan matrik TiO2 yang memiliki populasi kekosongan oksigen, menghasilkan spesi Ti3 matrik [Ti3 -TiO2] yang sesuai. Konversi N2 menjadi amonia tersebut, menggunakan sumber hidrogen dari air, berlangsung pada kondisi tekanan dan suhu ruang. Namun, dalam sistem tersebut penyerapan foton dan konversi kimia terjadi pada locus yang sama, sehingga kadang terjadi kontradiksi saat dilakukan optimasi penyerapan foton dan konversi kimiawinya. Dalam penelitian ini, dilakukan pendekatan baru dimana locus penyerapan foton dan inisiasi reaksi kimia dilakukan pada locus yang berbeda. Untuk keperluan tersebut, dilakukan modifikasi sel surya tipe Gratzel Dyse Sensitized Solar Cell, DSSC, sehingga memiliki kepanjangan zona katalisis yang terpisah dari zona DSSC nya. Penyerapan cahaya dilakukan pada zona DSSC dan konversi N2 menjadi amonia dilakukan pada zona katalisis. Zona DSSC menggunakan foto anoda TiO2 yang disensitasi dengan zat warna ruthenium dye jenis N719, sedangkan zona katalisis menggunakan matrik [Ti3 -TiO2 nanotube]. Preparasi TiO2 nanotube dan matrik [Ti3 -TiO2 nanotube] berturut turut menggunakan metode anodisasi dan reduksi elektrokimia. Sensitasi TiO2 dengan zat warna N719 dilakukan dengan cara perendaman dan dilakukan variasi waktu perendaman selama 3; 6; 12; dan 24 jam. Hasil preparasi dilakukan karakterisasi yang sesuai, diantaranya menggunakan XRD, SEM, UV-Vis DRS, FT-IR, dan dilakukan uji photocurrent menggunakan sel fotoelektrokimia. Perakitan sel surya yang dimodifikasi, dilakukan menggunakan foto anoda TiO2 nanotube tersensitasi N719, elektrolit I3-/I- dan Pt/FTO sebagai elektroda counter pada zona DSSC. Sedangkan, pada zona katalis digunakan matrik [Ti3 -TiO2 nanotube], elektrolit Na2SO4, TiO2 sebagai elektroda counter. Zona katalis pada rangkaian tersebut dialiri gas N2, sementara zona DSSC disinari. Dilakukan variasi waktu dan pH pada fotoreaksi produksi amonia. Hasilnya menunjukkan bahwa pada rentang reaksi antara 12 jam s/d 100 jam secara konsisten diperoleh produk amonia 13,39 M s/d 137 M dan diperoleh efisiensi konversi sebesar 0,06. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini memberi konfirmasi keberhasilan dari pendekatan yang dilakukan.

---

Amonia NH3 is an important precursor in the chemical industry. Recently, a new method of producing amonia has been developed by photocatalytic reaction over TiO2 with partially oxygen vacancied, yielding Ti3 species, from water and N2 under basically ambient pressure and temperature. Unfortunately, the reaction locus is taken place in the same place with the illumination locus, which may create a contradictory during optimation of light absorbing locus and intended chemical reaction locus. Thus in this study, a relatively new approach is introduced. The production of amonia will be performed by using modified DSSC device, which has a catalysis zone extension. Hence the photon absorption is provided by DSSC zone, then the produced, what so called, ldquo hot rdquo electron transferred to catalysis zone to intiate intended chemical reaction. In this work, N719 type dyes was used as sentizer for the photoande in DSSC zone, while the catalysis zone employing Ti3 TiO2nanotubes matrix. Preparation of TiO2 was done by using anodization method, while preparation of the Ti3 TiO2 nanotube catalyst zone was carried out by electrochemical reduction method of prepared TiO2. TiO2 was then sensitized by N719 by immersion method. Variation of immersion was performed for 3 6 12 and 12 hours. Both then was characterized by XRD, SEM, UV Vis DRS, and FT IR and electyrochemical work station. Modified DSSC was prepared by using TiO2 NT N719 dye as working electrode, I3 I electrolyte and Pt FTO as counter electrodes for the DSSC zone and Ti3 TiO2 nanotube coupled with TiO2 as counter electrode in catalysis zone. The catalysis zone then was immersed into Na2SO40.1 M electrolyte, which then aerated by N2 gas. while the DSSC zone is irradiated, then within a certain period of amonia products are obtained. The amonia product was collected and analyzed using phenate method. Variations of time and pH of photoreaction for amonia production was performed. The results showed that in the reaction range between 12 hours to 100 hours consistently obtained amonia products 13.39 M up to 137 M which indicated a conversion efficiency of 0.06 . The results obtained in this study confirm the potential or success of the approach."

"Fotokatalis TiO2 memiliki banyak fungsi salah satunya sebagai pendegradasi senyawa organik. Fotokatalis TiO2 memiliki energi celah energi celah sebesar 3,2 eV, nilai tersebut setara dengan sinar UV dengan panjang gelombang 388 nm dan membuat fotokatalis TiO2 hanya dapat aktif bila diberi sinar UV sedangkan aktifitasnya kurang memuaskan bila diberi sinar tampak. Banyak cara telah dikembangkan oleh para peneliti untuk membuat TiO2 dapat digunakan sifat fotokatalitiknya pada daerah sinar tampak yaitu dengan memberikan doping nitrogen pada TiO2 N-TiO2, namun aktifitas fotokatalitik N-TiO2 masih dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan fenomena surface plasmon resonance SPR.Pada penelitian ini dipreparasi nitrogen doped TiO2 Nanotube kemudian di dekorasi dengan nanopartikel Au dengan metode elektrodeposisi. TiO2 NT dan Au/N-TiO2 NT yang terbentuk dikarakterisasi dengan menggunakan DRS UV-VIS, FTIR, XRD, FESEM, EDS, dan LSV. Hasil uji fotokatalitik pada iluminasi lampu wolfram untuk larutan fenol 20 ppm pada reactor batch dapat didegradasi sebanyak 60 sedangkan untuk larutan BPA 20 ppm dapat didegradasi sebanyak 40.

---

TiO2 photocatalyst has many functions one as degrading organic compounds. TiO2 photocatalyst has an band gap of 3.2 eV, the value is equivalent to UV light with a wavelength of 388 nm and made TiO2 photocatalyst can only be active when given UV rays while less satisfactory activity when given a visible light. Many ways have been developed by researchers to make TiO2 can be used photocatalytic properties in visible light by giving doping with nitrogen in TiO2 N TiO2, but the activity of photocatalytic N TiO2 can be improved by utilizing the phenomenon of surface plasmon resonance SPR.

In this study were prepared nitrogen doped TiO2 nanotubes then decorated with Au nanoparticles with electrodeposition method. NT TiO2 and Au N TiO2 NT characterized using UV VIS, FTIR, XRD, FESEM, EDS, and LSV. Photocatalytic test results on tungsten lamp illumination to 20 ppm phenol solution in a batch reactor can be degraded by 60 while for the 20 ppm BPA solution can be degraded as much as 40."

"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."

"ABSTRAKSampai sekarang proses Haber Bosch adalah pilihan utama bagi industri untuk memproduksi gas nitrogen amonia. Proses ini membutuhkan suhu dan tekanan yang sangat tinggi, dan sumber hidrogen dari bahan bakar fosil, yang kemudian menghasilkan emisi gas CO2 yang sangat besar. Oleh karena itu diperlukan alternatif proses lain untuk mensintesis amonia, yang menggunakan energi lebih rendah dalam produksi dan sumber hidrogen yang ramah lingkungan. Dalam penelitian ini sistem tandem antara sel surya tersensitasi zat warna (DSSC) dan sel fotoelektrokimia (PEC) telah dikembangkan. Sel DSSC disiapkan menggunakan pewarna N719 untuk fotoanoda TiO2. Zona PEC menggunakan komposit TiO2 nanotube-BiOBr, di mana reduksi nitrogen menjadi amonia terjadi, sedangkan elektroda counternya adalah Ti3 + -TiO2 di mana oksidasi fotokatalitik air terjadi untuk menyediakan sumber proton. Zona DSSC yang dikembangkan pada sistem tandem DSSC-PEC menunjukkan efisiensi sel surya hingga 7,22%, sementara secara keseluruhan sistem ini memberikan efisiensi konversi foton menjadi amonia sekitar 0,005%. Dengan hanya menggunakan sumber energi cahaya tampak dan air sebagai sumber proton, jumlah amonia terbaik yang dapat diproduksi di bawah kondisi iradiasi di daerah DSSC dan Ti3 + -TiO2 selama 24 jam adalah 0,1 mikromol.

---

ABSTRACTUntil now the Haber-Bosch process is the main choice for industry to producing ammonia form nitrogen gas. The process need very high temperatures and pressures, and hydrogen source from fossil fuels, which then produce very large CO2 gas emissions. Therefore we need other alternative process to synthesize ammonia, which use a lower energy in the production and environmental friendly hydrogen source. In this study a tandem system between dyes sensitized solar cells (DSSC) and photoelectrochemical cell (PEC) has been developed. The DSSC cells were prepared using N719 dyes sensitized TiO2 photoanode. The PEC zone employed a composite of TiO2 nanotube-BiOBr, where the reduction of nitrogen into ammonia takes place, while its counter electrode was Ti3+-TiO2 where photocatalytic oxidation of water taken place to provide a source of protons.The DSSC zone of the developed DSSC-PEC tandem system showed solar cell efficiency up to 7.22%, while as a whole the system provide photon to ammonia generation approximately 0.005%. By solely visible light energy source and water as proton source, the best ammonia amount that can be produced under irradiation conditions in DSSC and Ti3+-TiO2 areas for 24 hours is 0.1 micromol."