Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"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%."

"Peningkatan penduduk dunia sebanding dengan kebutuhan pemenuhan energi dalam kehidupan sehari-hari. Gas CO2 masih menjadi kontributor efek rumah kaca dan peningkatan suhu bumi. Riset terus dilakukan sebagai upaya mengatasi permasalahan tersebut dengan tetap mempertimbangkan pemenuhan kebutuhan energi dunia. Photoelectrochemistry (PEC) atau sel fotoelektrokimia merupakan salah satu metode yang banyak dikembangkan karena menawarkan kondisi reaksi pada suhu dan tekanan lingkungan sehingga minim emisi dan hemat biaya operasional. Dengan prinsip kerja sel fotoelektrokimia yang menyerap energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi spesi bermuatan, peneliti melihat potensi konversi gas CO2 menjadi energi baru yang lebih bermanfaat. Penelitian ini berfokus pada konversi gas CO2 menjadi metanol dengan menggunakan elektroda blue-TiO2 nanotube arrays yang dilapisi kobalt fosfat (TNA)/CoPi. TiO2 merupakan material yang bersifat stabil, murah, dan ramah lingkungan, namun memiliki kelemahan pada energi celah pitanya yang lebar (3,2 eV) sehingga hanya aktif di bawah sinar UV. Modifikasi dilakukan untuk mengubah TiO2 menjadi black-TNA dan blue-TNA yang berfasa anatase dan blue-TNA/CoPi yang memiliki konduktifitas, kemampuan absorbansi sinar tampak, dan aktivitas fotoelektrokimianya yang lebih baik. Rancangan sistem fotoelektrokimia terdiri dari blue-TNA/CoPi sebagai fotoanoda, black-TNA sebagai katoda, dan Ag/AgCl sebagai elektroda pembanding. Selama proses fotoelektrokimia, diberikan eksternal bias potensial dengan variasi potensial -0,0214 V, -0,2714 V, dan -0,5214 V vs. RHE. Dengan konfigurasi sel dan kondisi operasi dalam penelitian ini, diperoleh hasil konversi metanol terbaik pada pengaruh potensial eksternal sebesar -0,5214 V sebesar 2,996 µmol.

---

The growing world population increases the energy demand. However, increasing energy consumption also produces pollution, and CO2 mainly contributes to the greenhouse effect and increases the earth’s temperature. Therefore, this study strives to overcome these problems while considering the world’s energy demand. Photoelectrochemical cell (PEC) is a method that has been widely developed because it offers reaction at standard temperature and pressure, resulting in minimal emissions and reduced operational costs. With the principle of photoelectrochemical cells that absorbs energy from sunlight and converts it into charged chemical species, the researchers found the potential for converting CO2 gas into more usable renewable energy. This research aims to convert CO2 gas into methanol using blue-TiO2 nanotube arrays (TNA)/CoPi electrodes. TiO2 is a stable, inexpensive, and environmentally friendly material with a weakness in its wide bandgap characteristic (3.2 eV), which makes it only active under UV light. Modifications were conducted to convert TiO2 into black-TNA, blue-TNA, and blue-TNA/CoPi, which have better conductivity and photoelectrochemical activity under visible light. The design of the photoelectrochemical system consists of blue-TNA/CoPi as the photoanode, black-TNA as the cathode, and Ag/AgCl as the reference electrode. During the photoelectrochemical process, an external bias potential is applied with potential variations of -0.0214 V, -0.2714 V, and -0.5214 V vs. RHE. With the cell configuration and operating conditions, this study found that the best methanol conversion results were obtained at the influence of an external potential of -0.5214 V of 2.996 µmol."

"Amonia merupakan senyawa kimia yang disintesis melalui proses Haber-Bosch yang dapat menghasilkan emisi gas CO2 dalam jumlah besar karena dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi, sehingga diperlukan teknologi alternatif untuk mensintesis amonia dengan menggunakan energi yang lebih rendah dan ramah lingkungan. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sistem tandem Sel Surya Tersensitisasi Zat Warna Fotoelektrokimia (DSSC-PEC) untuk reaksi reduksi nitrogen (NRR) menjadi amonia. Sel PEC menggunakan TiO2NT/BiVO4 sebagai fotoanoda untuk oksidasi air yang disintesis dengan metode optimasi SILAR selama 20 siklus memberikan photocurrent sebesar 0,352 mA/cm2. Sebagai katoda tempat berlangsungnya reaksi reduksi nitrogen menjadi amonia, digunakan Ti3+/TiO2NT. Sistem PEC digabungkan dengan DSSC berbasis TiO2NT/N719 dengan efisiensi 1,13% sebagai penambah energi dalam reaksi. Menggunakan sistem ini dengan luas area elektroda masing-masing 3 cm2, amonia yang dihasilkan dianalisis dengan menggunakan metode fenat didapatkan sebesar 0,393 µmol dengan efisiensi Solar to Chemical Conversion (SCC) sebesar 0,003%.

---

Ammonia is a chemical compound that is synthesized through the Haber-Bosch process which can produce large amounts of CO2 gas emissions because it is carried out at high temperatures and pressures, so an alternative technology is needed to synthesize ammonia that uses less energy and is environmentally friendly. In this research, the development of a Dye-Sensitized Solar Cell Photoelectrochemical tandem system (DSSC-PEC) was carried out for the nitrogen reduction reaction (NRR) into ammonia. PEC cells using TiO2NT/BiVO4 as a photoanode for water oxidation synthesized by the SILAR optimization method for 20 cycles gave a photocurrent of 0.352 mA/cm2. As the cathode where the nitrogen reduction reaction to ammonia takes place, Ti3+/TiO2NT is used. The PEC system is coupled with a DSSC based on TiO2NT/N719 with an efficiency of 1.13% as an energy booster in the reaction. Using this system with an electrode area of 3 cm2, the ammonia produced was analyzed using the phenate method and obtained 0.393 µmol with a Solar to Chemical Conversion (SCC) efficiency of 0.003%."

"Teknologi elektrolisis plasma saat ini masih memiliki beberapa kekurangan dalam konfigurasi injektor udara dan erosi anoda yang menghambat aplikasinya sebagai teknologi tepat guna untuk mendegradasi limbah pewarna tekstil. Maka, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis konfigurasi injektor udara dan material elektroda yang efektif mendegradasi limbah pewarna Remazol Red dengan teknologi elektrolisis plasma. Penelitian juga menganalisis pengaruh tegangan terhadap degradasi limbah. Penelitian dilakukan pada daya konstan 600 W dalam reaktor 1,2 L menggunakan variasi material elektroda stainless steel 304 (SS 304), stainless steel 316 (SS 316), dan tungsten; konfigurasi injektor udara bifungsi, bifungsi berselubung, dan katoda terpisah; serta tegangan 550 V, 600 V, dan 650 V. Hasil penelitian terbaik dicapai dengan menggunakan elektroda SS 304 pada tegangan 550 V. Parameter hasil pengujian mencakup persentase degradasi limbah dan erosi anoda. Adapun konfigurasi injektor udara tidak memberikan pengaruh yang signifikan. Pada kombinasi terbaik hasil OVAT, degradasi  limbah Remazol Red mencapai 98,99% dengan degradasi Pt-Co 96,91% dan degradasi COD 74,29% untuk konsentrasi awal limbah 200 ppm dalam K2SO4 0,02 M dan­ Fe2+ 20 ppm. Erosi anoda hanya sebesar 3,9 mg (0,097%) dalam 10 menit. Produk samping yang didapat berupa nitrat sebesar 2,69 mmol dan amonia sebesar 0,19 mmol.

---

State-of-the-art plasma electrolysis technology still has several shortcomings in the form of air injector and anode erosion, hindering its application for degrading textile dye waste. Therefore, this research aimed to analyze the most effective form of the air injector and electrode material in degrading Remazol Red dye waste using plasma electrolysis technology. The research also analyzed the effect of voltage on waste degradation. The research was carried out at a constant power of 600 W in a 1.2 L reactor using the variations of stainless steel 304 (SS 304), stainless steel 316 (SS 316), and tungsten as electrode materials; bifunctional, shrouded bifunctional and split-cathode air injector forms; as well as voltages of 550 V, 600 V, and 650 V. The best results were achieved using SS 304 electrodes at a voltage of 550 V. Test result parameters included the percentage of waste degradation and anode erosion. Contrarily, the shape of the air injector did not have a significant influence. Under OVAT best conditions, Remazol Red waste degradation reached 98.99% with Pt-Co degradation 96.91% and COD degradation 74.29% for an initial waste concentration of 200 ppm in K2SO4 0.02 M and Fe2+ 20 ppm. Anode erosion was only 3.9 mg (0.097%) in 10 minutes. The by-products obtained were 2.69 mmol of nitrate and 0.19 mmol of ammonia."

"Tanaman dapat menyerap nitrogen secara efisien jika berbentuk nitrogen terfiksasi, seperti nitrat dan ammonia dalam pupuk. Air Plasma Electrolysis dapat dimanfaatkan dalam produksi pupuk nitrat cair dengan menggunakan bahan baku udara yang diinjeksikan melalui katoda menuju zona plasma. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh produk pupuk nitrat cair yang optimum dari prototipe alat produksi pupuk nitrat cair dengan injeksi udara di katoda dan mendapatkan kondisi operasinya. Penelitian ini dilakukan dalam reaktor batch, dengan variasi daya (400, 500, 600 Watt), laju alir udara (0; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2 lpm), jarak antara anoda (zona plasma) dengan injektor katoda (1 cm, 2 cm, 3 cm), variasi komposisi konsentrasi elektrolit (0,01 M K2HPO4/0,006 M K2SO4; 0,011 M K2HPO4/0,007 M K2SO4; 0,018 M K2HPO4/0,007 M K2SO4; 0,011 M K2HPO4/0,008 M K2SO4; dan 0,018 M K2HPO4/0,008 M K2SO4), suhu operasi (25 oC – 50 oC dan 50 oC), dan penambahan aditif Fe2+ (10 ppm, 20 ppm, 30 ppm). Produksi nitrat optimum sebesar 1727,2 ppm dengan energi spesifik sebesar 5,82 kJ/mmol, ketergerusan anoda sebesar 0,06 g, dalam waktu operasi 90 menit, pada daya 600 watt, laju alir udara 0,8 lpm, jarak antara anoda (zona plasma) dan injektor udara katoda sebesar 2 cm, menggunakan larutan elektrolit 0,007 M K₂SO₄ dan 0,011 M KH₂PO₄, dengan penambahan aditif ion Fe²⁺ sebesar 30 ppm, dan penggunaan elektroda Stainless Steel-316 (SS-316).

---

Plants can efficiently absorb nitrogen when it is in a fixed form, such as nitrate and ammonia in fertilizers. Air Plasma Electrolysis can be utilized in the production of liquid nitrate fertilizer using air injected through the cathode into the plasma zone. This study aims to obtain an optimum liquid nitrate fertilizer product from a prototype nitrate fertilizer production device with air injection at the cathode and to determine its operating conditions. The research is conducted in a batch reactor, with variations in power (400, 500, 600 watts), air flow rate (0; 0.4; 0.6; 0.8; 1; 1.2 lpm), distance between the anode (plasma zone) and cathode injector (1 cm, 2 cm, 3 cm), electrolyte composition (0.01 M K2HPO4/0.006 M K2SO4; 0.011 M K2HPO4/0.007 M K2SO4; 0.018 M K2HPO4/0.007 M K2SO4; 0.011 M K2HPO4/0.008 M K2SO4; and 0.018 M K2HPO4/0.008 M K2SO4), operating temperature (25°C – 50°C and 50°C), and the addition of Fe²⁺ additive (10 ppm, 20 ppm, 30 ppm). The optimum nitrate production is 1727.2 ppm with a specific energy of 5.82 kJ/mmol, anode erosion of 0.06 g, within an operating time of 90 minutes, at a power of 600 watts, air flow rate of 0.8 lpm, a distance between the anode (plasma zone) and cathode air injector of 2 cm, using an electrolyte solution of 0.007 M K₂SO₄ and 0.011 M KH₂PO₄, with the addition of Fe²⁺ ion additive at 30 ppm, and using Stainless Steel-316 (SS-316) electrodes."

"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."

"ABSTRAKDisertasi ini membahas tentang metode yang praktis dan biaya murah untuk membuat fotokatalis Ag/N ko-doped TiO2 bersifat responsif terhadap cahaya sinar tampak dan diterapkan sebagai elektroda sistem fotoelektrokatalitik. Penelitian ini diawali sintesis film N-doped TiO2 pada permukaan kaca konduktif SnO2F dengan metode sol-gel menggunakan titanium tetraisopropoksida Ti OC4H9 4 sebagai prekursor TiO2. Berdasarkan hasil karakterisasi diketahui doping N pada struktur kisi TiO2 telah berhasil, namun demikian aktivitas fotokatalisisnya masih rendah. Tahapan penelitian berikutnya, film N-doped TiO2 disintesis di atas permukaan logam Ti dengan metode anodisasi menggunakan foil Ti dalam elektrolit etilen glikol yang mengandung amonium florida NH4F; 0,3 , air 0,3 dan trietilamina 0,02 . Potensial diatur tetap 40 V selama 60 detik, hingga didapatkan amorfous Ti OH 6 dan trietilamina tersolvasi di permukaannya. Perlakuan kalsinasi terhadap amorfous Ti OH 6 pada suhu 450oC kondisi atmosferik N2 selama 3 jam, menyebabkan beberapa atom O disubstitusi oleh atom N dalam struktur kisi TiO2 membentuk kristal N-doped TiO2 yang memiliki band gap 2,7 eV. Untuk meningkatkan aktivitas fotokatalisis di daerah sinar tampak, permukaan N-doped TiO2 didekorasi dengan partikel Ag secara deposisi elektrokimia, menggunakan larutan AgNO3-EDTA dengan potensial deposisi 1V dan variasi waktu 5-25 detik, hingga didapatkan fotokatalis Ag/N ko-doped TiO2. Hasil pengukuran XRD memperlihatkan Ag/N ko-doped TiO2 terdiri dari kristal anatase, dan diamati puncak difraksi pada daerah 2 Theta 44,8o yang merupakan karakteristik Ag 111 , membuktikan bahwa partikel Ago telah terdeposisi pada matrik N-doped TiO2. Foto FESEM memperlihatkan morfologi permukaan N-doped TiO2 berbentuk nanotube, yang memiliki tebal dinding tube rata-rata 15 nm, diameter mulut tube 70 nm dan tinggi 900 nm. Hasil pengukuran HRTEM memperlihatkan partikel Ago berukuran 15-40 nm dan mapping EDX membuktikan bahwa nanopartikel Ago terdistribusi merata di permukaan N-doped TiO2 dengan rasio atom 0,61 . Spektrum XPS N 1s pada daerah binding energi 400,6 eV membuktikan keberadaan atom N dalam matrik Ag/N ko-doped TiO2 sebagai indikasi pembentukan ikatan N-Ti-O yang didukung hasil pengukuran FTIR. Spektrum XPS Ag 3d memperlihatkan puncak serapan ganda yang terpisah pada binding energi 368,6 eV dan 374,6 eV, dengan energi pemisahan 6,0 eV, memperkuat bukti bahwa Ag terdeposisi sebagai partikel Ago. Partikel Ago terdeposisi meningkatkan kemampuan N-doped TiO2 menyerap sinar tampak l=550 nm sebagai kontribusi serapan surface plasmon resonance SPR . Tahapan penelitian selanjutnya, Ag/N ko-doped TiO2 digunakan sebagai elektroda kerja sistem fotoelektrokatalitik FEK dengan pemberian bias potensial. Berdasarkan uji kinerja elektroda pada degradasi larutan MB secara fotoelektrokatalisis FEK , terbukti bahwa elektroda Ag/N ko-doped TiO2 memiliki aktivitas fotokatalisis yang tinggi, mampu mendegradasi larutan MB pada konsentrasi 10 ppm selama 4 jam, memberikan rasio MB terdegradasi 92 , lebih tinggi dibandingkan dengan N-doped TiO2 dan TiO2 masing-masing mampu mendegradasi 56 dan 14 . Pemberian bias potensial 0,2 V pada permukaan elektroda Ag/N ko-doped TiO2, mampu meningkatkan aktivitas FEK degradasi MB, memberikan konstanta laju FEK k=9x10-3/menit , yang mana 4,5 kali lebih cepat dibandingkan dengan proses fotokatalisis FK tanpa pemberian bias potensial k=2x10-3/menit . Beberapa faktor yang mempengaruhi FEK degradasi MB telah dievaluasi, yakni pH optimum adalah 9,0 ; bias potensial optimum 0,2 V dan konsentrasi awal larutan MB optimum 10 ppm. Elektroda Ag/N ko-doped TiO2 yang dikembangkan memiliki kestabilan yang tinggi, setidaknya 5 kali pemakaian masih memperlihatkan aktivitas fotokatalitik yang baik sehingga sangat ekonomis untuk diterapkan dalam mendegradasi polutan organik.

---

ABSTRACTThe dissertation discusses practical and inexpensive methods for synthesis of Ag N co doped TiO2 photocatalysts responsive to visible light and used as photoelectrocatalytic electrodes system. Initial phase of this study was synthesized N doped TiO2 film on SnO2 F conductive glass surface with sol gel method using titanium tetraisopropoksida Ti OC4H9 4 as TiO2 precursor. Based on the characterization results known doping N on TiO2 lattice structure has been successful, however photocatalysis activity is still low. The next stage of the study, the N doped TiO2 film was synthesized on the surface of the Ti metal by anodizing method using a Ti foil in an ethylene glycol electrolyte containing ammonium fluoride NH4F 0.3 , water 0.3 and triethylamine 0.02 . The anodizing process is carried out at a potential of 40 V for 1 hour, forming an amorphous Ti OH 6 and triethylamine dissolved on its surface. Calcined treatment of amorphous Ti OH 6 at 450 C atmospheric conditions N2 for 3 hours, causing some O atoms substituted by N atom in lattice structure of TiO2 to form N doped TiO2 crystals having band gap of 2.7 eV. This method is very effective and efficient, where the N doping process takes place optimally and simultaneously with the formation of TiO2 crystal. To improve the photocatalysis activity in visible light region, the surface of N doped TiO2 was decorated with Ag particles by electrochemical deposition method, using AgNO3 EDTA solution with a potential deposition 1V and a time variation 5 25 second, to obtain Ag N co doped TiO2 photocatalyst. The XRD measurements showed that Ag N co doped TiO2 consisted of anatase crystals, and observed the diffraction peak at 2 Theta 44.8o region which is characteristic of Ag 111 , proving that the Ago particle has been deposited on an N doped TiO2 matrix. FESEM images show the surface morphology of N doped TiO2 in the form of nanotubes, which have an average thickness of 15 nm tube wall, 70 nm diameter mouth tube and 900 nm height. The HRTEM measurements show that Ago particles of 15 40 nm and EDX mapping demonstrate that Ago nanoparticles are evenly distributed on the surface of N doped TiO2 with an atomic ratio of 0.61 . The XPS N 1s spectrum in the energy binding region of 400.6 eV proves the presence of N atoms in the Ag N co doped TiO2 matrix as an indication of N Ti O bond formation supported by FTIR measurements. The XPS Ag 3d spectrum shows a separate double absorption peak on energy bindings of 368.6 eV and 374.6 eV, with a 6.0 eV separation energy, reinforcing evidence that Ag is deposited as an Ago particle. The Ago particle enhances the ability of N doped TiO2 to absorb the visible light l 550 nm as a contribution of surface plasmon resonance SPR absorption. The next step of this research, the Ag N co doped TiO2 is used as the electrode of photoelectrocatalytic PEC system and potential bias was applied. Based on the electrode activity test on the degradation of MB solution by photoelectrocatalysis PEC , it is proved that the Ag N co doped TiO2 electrode has high photocatalytic activity, capable of degrading the MB solution at 10 ppm concentration for 4 hours, giving a degradable MB ratio of 92 higher compared with N doped TiO2 and TiO2 respectively were able to degrade 56 and 14 . The potential bias was applied 0.2 V on the surface of the Ag N co doped TiO2 electrode, capable of increasing the PEC activity of MB degradation, gives PEC rate constants k 9x10 3. min 1 , which is 4.5 times faster than by photocatalysis PK without potential bias k 2x10 3.min 1 . Several factors affecting the PEC degradation of MB have been evaluated, ie optimum pH is 9.0 optimum potential bias of 0.2 V and initial concentration of optimum MB solution is 10 ppm. The Ag N co doped TiO2 electrode developed has a high stability of photocatalytic activity, at least 5 times the use still showing good photocatalytic activity so it is very economical to apply in degrading organic pollutants. "

"ABSTRAKPada penelitian ini, TiO2 yang digunakan disintesis menggunakan metode rapid breakdown anodization dengan variasi potensial (15V, 17V, dan 19V) dan pembuatan komposit TiO2/BiVO4 menggunakan metode kopresipitasi dengan mencampurkan TiO2 amorf pada saat sintesis BiVO4 pada pH tertentu. Proses degradasi Rhodamin B dilakukan secara fotokatalitik dengan variasi %berat komposit TiO2/BiVO4 (67TiO2/33BiVO4, 50TiO2/50BiVO4, 33TiO2/67BiVO4) dan bubbling gas N2 untuk mengetahui efek dari O2 terlarut dan secara fotoelektrokatalitik dengan variasi bias potensial (0 V, 0.4 V, 0.8 V, 1.2 V, dan 1.6 V)TiO2, BiVO4, dan komposit TiO2/BiVO4 hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan XRD, UV-Vis-DRS, FTIR, PSA, dan uji fotoelektrokimia. Berdasarkan hasil XRD, Hasil karakterisasi PSA menunjukkan TiO2 yang disintesis pada potensial 15V menghasilkan serbuk TiO2 nantotubes yang homogen dan ukuran diameter yang kecil. TiO2 hasil sintesis memiliki fase kristal anatase dan BiVO4 memiliki fase kristal monoklinik scheelite. Nilai bandgap sintesis TiO2 hasil sintesis berkisar 3.0-3.1 eV dan BiVO4 sebesar 2.4 eV. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan adanya vibrasi khas Ti-O-Ti pada rentang 400-700 cm-1 dan vibrasi khas Bi-O (632-684 cm-1), V-O (728-892 cm-1). Komposit TiO2/BiVO4 menghasilkan rapatan arus yang 20-40 kali lebih besar dibandingkan TiO2 pada rentang sinar tampak.Komposit 50TiO2/50BiVO4 menghasilkan %degradasi terbesar pada uji degradasi rhodamin B secara fotokatalitik sebesar 69.3%. Nilai %degradasi berkurang 5.2% ketika bubbling N2 dilakukan sebelum uji degradasi dilakukan. Secara umum, bias potensial meningkatkan nilai %degradasi rhodamin B.

---

ABSTRACTTiO2 was synthesized using rapid breakdown anodization method with potential variations (15V, 17V, and 19V) and composite TiO2/BiVO4 using co-precipitation method by mixing amorphous TiO2 at the time of BiVO4 was synthesized at certain pH. The degradation process of Rhodamine B is photocatalytically carried out by the variation of the weight of the TiO2/BiVO4 (67TiO2/33BiVO4, 50TiO2/50BiVO4, 33TiO2/67BiVO4) and N2 gas bubbling to determine the effect of dissolved O2 and photoelectrocatalytic with potential bias variations (0 V, 0.4 V , 0.8 V, 1.2 V, and 1.6 V)TiO2, BiVO4, and TiO2/BiVO4 composites were characterized using XRD, UV-Vis-DRS, FTIR, PSA, and photoelectrochemical tests. the PSA characterization results show that TiO2 was synthesized at a potential of 15V yields homogeneous TiO2 nantotubes powders and small sizes. Based on the XRD results, TiO2 has anatase crystalline phase and BiVO4 has a monoclinic scheelite crystalline phase. The synthesized TiO2 bandgap synthesis values are 3.0-3.1 eV and BiVO4 of 2.4 eV. The FTIR characterization results show the typical vibration of Ti-O-Ti in the range 400-700 cm-1 and the typical vibration Bi-O (632-684 cm-1), V-O (728-892 cm-1). The TiO2/BiVO4 composite produces a current density of 20-40 times greater than that of TiO 2 in the visible light range.The 50TiO2/50BiVO4 composite produced the greatest degradation in the rhodamine B degradation test by photocatalytic by 69.3%. The degradation percentage decreases 5.2% when the N2 bubbling is performed before the degradation test is performed. Applying bias potential will increase the %degradation of rhodamine B."

"Amonia merupakan senyawa penting bagi kehidupan di bumi, diantaranya yaitu dalam bidang industri dan pertanian. Permintaan amonia diperkirakan akan meningkat setiap tahunnya. Secara konvensional, fiksasi industri dari N2 untuk menghasilkan NH3 dilakukan melalui proses Haber−Bosch yang membutuhkan kondisi suhu dan tekanan yang sangat ekstrim sehingga mengonsumsi energi dalam jumlah tinggi dan mengemisikan CO2 dalam jumlah yang sangat besar. Oleh karena itu, perlu mengembangkan teknologi alternatif untuk sintesis amonia dengan metode yang ramah lingkungan. Banyak penelitian yang mengembangkan konversi nitrogen menjadi amonia secara fotoelektrokimia dengan adanya material semikonduktor, namun efisiensi yang dihasilkan masih belum cukup baik, sehingga perlu untuk dikembangkan lebih lanjut. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sistem tandem Dye Sensitized Solar Cell-Photoelectrochemistry (DSSC-PEC) untuk konversi nitrogen menjadi amonia. Sel DSSC disusun menggunakan fotoanoda N719/TiO2NTs, elektrolit I-/I3-, dan katoda Pt/FTO. Efisiensi DSSC yang dihasilkan pada penelitian ini sebesar 1,49%. Sel PEC disusun menggunakan BiOBr/TiO2NTs yang disintesis dengan metode successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) sebagai katoda, tempat berlangsungnya reaksi konversi nitrogen menjadi amonia, dan Ti3+/TiO2NTs sebagai fotoanoda tempat berlangsungnya oksidasi air. Selain itu, pada penelitian ini juga dilakukan variasi ketika Ti3+/TiO2NTs digunakan sebagai fotoanoda dan BiOBr/TiO2NTs sebagai katoda beserta BiOBr/TiO2NTs sebagai fotoanoda dan katoda. Sistem tandem disusun dengan menghubungkan anoda PEC dengan katoda DSSC, serta katoda PEC dengan anoda DSSC menggunakan kawat tembaga. Kadar amonia yang dihasilkan dianalisis dengan menggunakan metode fenat. Pada penelitian ini diperoleh kadar amonia tertinggi dengan sistem yang menggunakan material BiOBr/TiO2NTs pada anoda dan katoda dengan kadar amonia yang dihasilkan sebesar 0,1272 µmol selama 6 jam, dengan persen solar to chemical conversion (SCC) sebesar 0,0021%.

---

Ammonia is an important compound for human’s life, including in industry and agriculture. The demand for ammonia is expected to increase every year. Conventionally, the industrial fixation of N2 to NH3 is carried out through the Haber−Bosch process which requires extreme conditions of temperature and pressure. This process consumes a high amount of energy and emits a very large amount of CO2. Therefore, it is necessary to develop alternative technologies for ammonia synthesis using environmentally friendly methods. Many studies have developed the photoelectrochemical conversion of nitrogen to ammonia in the presence of semiconductor materials, but the resulting efficiency is still not good enough, so it needs further development. In this research, the development of the tandem system of Dye Sensitized Solar Cell-Photoelectrochemistry (DSSC-PEC) was carried out for the conversion of nitrogen to ammonia. DSSC cells were prepared using N719/TiO2NTs photoanode, I-/I3- electrolyte, and Pt/FTO cathode. The DSSC efficiency produced in this research is 1.49%. PEC cells were prepared using BiOBr/TiO2NTs synthesized by the successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method as the cathode, where the reaction of converting nitrogen into ammonia takes place, and Ti3+/TiO2NTs as the photoanode where water oxidation takes place. In addition, in this study we also did the various experiments when Ti3+/TiO2NTs were used as photoanode and BiOBr/TiO2NTs as cathode, as well as BiOBr/TiO2NTs as photoanode and cathode. The tandem system is arranged by connecting the PEC anode to the DSSC cathode and the PEC cathode to the DSSC anode using copper wire. The resulting ammonia levels were analyzed using the phenate method. In this study, the highest ammonia levels were obtained with a system using BiOBr/TiO2NTs material at the anode and cathode with the resulting ammonia of 0.1272 µmol for 6 hours, with an solar to chemical (SCC) value of 0.0021%."

"Pelat bipolar merupakan komponen utama pada susunan Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) yang berfungsi untuk mengumpulkan dan memindahkan elektron dari anoda ke katoda. Pelat bipolar berbasis grafit EAF dan carbon black sintetis N330 HAF (CABOT) sebagai filler dan epoksi dan hardener sebagai binder. Carbon black yang digunakan berukuran 26- 30 nm, sedangkan grafit EAF kurang dari 44 μm. Pembahasan utama pada penelitian ini adalah menganalisa pengaruh variasi komposisi penambahan carbon black sintetis terhadap karakterisasi pelat bipolar berbasis karbon komposit menggunakan limbah grafit. Komposisi partikel carbon black yaitu 0:100, 2,5:97,5, 5:95, 7,5:92,5, 10:90. Lama pencampuran grafit dengan carbon black 90 detik. Pelat bipolar dicetak dengan metode compression molding dengan tekanan 55 MPa selama 4 jam pada temperatur 100OC. Karakterisasi pelat bipolar meliputi pengujian konduktivitas listrik, pengujian fleksural, pengujian densitas, pengujian porositas, dan pengamatan permukaan patahan fleksural menggunakan FE-SEM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi optimal partikel carbon black 7,5:92,5 menghasilkan pelat bipolar dengan karakteristik nilai konduktivitas tertinggi sebesar 6,33 S/cm, kekuatan fleksural 42,63 MPa, densitas 2,30 gr/cm3, dan porositas 0,92%.

---

Bipolar plate is one of important component of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) that collects and transfers electron from anode to cathode. Bipolar plate composites consist of graphite Electric Arc Furnace and synthetic carbon black N330 HAF (CABOT) as filler material. Epoxy resin and hardener was used as binder material of the composite. Use synthetic carbon black 26-30 nm and graphite EAF less than 44μm size. The main discussion in this research is to investigating the influence of variations in composition synthetic carbon black to characteristics of bipolar plate based on carbon composite by utilizing graphite waste. Composition ratio of synthetic carbon black are 0:100, 2,5:97,5, 5:95, 7,5:92,5, 10:90. Mixing time of graphite and synthetic carbon black are 90 seconds. Bipolar plate was moulded with pressure 55 MPa in 4 hours at 100OC. Characterization of bipolar plate material include electrical conductivity test, flexural test, density and porosity measurement, and fracture surface examination using FESEM. The optimum composition was obtained in 7,5:92,5. The optimum electrical conductivity, flexural strength, density and porosity were respectively: 6,33 S/cm, 42,63 MPa, 2,30 g/cm3, and 0,92%."