Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
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%.

Abstrak :
Indonesia diperkirakan mengalami penurunan terhadap produksi sumber daya bahan bakar fosil yang merupakan sumber energi utama. Sehingga dibutuhkan sumber energi alternatif dan terbarukan untuk cadangan energi dimasa mendatang. Fotoelektrokimia pemecahan air melalui reaksi fotooksidasi air dengan semikonduktor elektroda adalah metode yang menjanjikan untuk dikembangkan dalam memecahkan masalah energi terbarukan dan lingkungan, dengan memanfaatkan hidrogen sebagai sumber energi terbarukan dan memanfaatkan energi foton dalam pengaplikasiannya. Pada penelitian preparasi fotoanoda BiVO4 yang diintegrasikan dengan TiO2 Nanosheet dilakukan dengan mediator redoks berupa pewarna Rumbpy ([RuII(bipyP)/(dmb)2]) dan katalis oksidasi air berupa coblat(II) meso-tetra(4- karboksifenil) porfirin atau CoTCPP. Fotoanoda hasil preparasi dibandingkan aktifitasnya dengan menggunkan TiO2 komersial p25 untuk mengetahui pengaruh faset kristal (001). TiO2 nanosheet dengan eksposur faset kristal (001) mampu merubah struktur pita valensi TiO2 pada nilai 2,57 V NHE pH 7, sehingga memiliki nilai energi yang lebih dekat dengan pita valensi BiVO4. Rumbpy pada TiO2 nanosheet memiliki hole mobility yang lebih baik dibandingkan dengan Rumbpy pada TiO2 p25 mengindikasikan perpindahan hole yang lebih efisien pada TiO2 nanosheet. Dari hasil pengukuran fotoelektrokimia didapatkan bahwa fotoanoda BiVO4/TiO2 Nanosheet/Rumbpy/CoTCPP memiliki aktifitas fotoelektrokimia terbaik dengan pengukuran pada potensial oksidasi air secara termodinamik (0,82 V vs NHE pH 7) di bawah iradiasi 100 mW cm-2. Nilai densitas arus sebesar pada 0,17 mA cm-2 diperoleh dengan produksi hidrogen terbanyak sebesar 21,47 μmol dan oksigen sebesar 19,35 μmol dengan efisiensi faraday mencapai 97%.
Indonesia is predicted to experience a decline in the production of fossil fuel resources which are the main energy source. So we need alternative and renewable energy sources for energy reserves in the future. Photoelectrochemical separation of water through the photooxidation reaction of water with a semiconductor electrode is a promising method to be developed in solving renewable and environmental energy problems, by utilizing hydrogen as a renewable energy source and utilizing photon energy in its application. In the study of BiVO4 photoanode preparation integrated with TiO2 nanosheet, it was carried out with redox mediators in the form of Rumbpy ([RuII (bipyP) (dmb)2]) and water oxidation catalysts in the form of Cobalt(II)meso-tetra(4- carboxyphenyl)porphyrin or CoTCPP. The photoanode of the preparation results as compared to its activity by using commercial TiO2 p25 to determine the effect of crystal facets (001). TiO2 nanosheet with crystal facet exposure (001) can change the structure of the TiO2 valence band at 2.57 V NHE pH 7, so it has an energy value that is closer to the BiVO4 valence band. Rumbpy on TiO2 nanosheet has better mobility holes compared to Rumbpy on TiO2 p25 indicating a more efficient hole transfer on TiO2 nanosheet. From the photoelectrochemical measurements, it was found that the BiVO4 / TiO2 Nanosheet/ Rumbpy-CoTCPP photoanode had the best photoelectrochemical activity by measuring at the thermodynamic water oxidation potential (0.82 V vs NHE pH 7) under 100 mW cm-2 ilumination. Current density values of 0.17 mA cm-2 were obtained with the most hydrogen production of 21.47 μmol and oxygen of 19.35 μmol with faraday efficiency reaching 97%.

Abstrak :
Material semikonduktor TiO2 yang digunakan sebagai fotoelektroda hanya dapat diaktifkan pada daerah sinar UV karena memiliki energi band gap yang relative besar. Untuk memperbaiki respon cahaya fotoelektroda, dilakukan pengembangan metode yang dapat mengubah respon fotokatalisis dari sinar UV ke sinar visible dengan menambahkan dopan karbon pada TiO2 nanotube. Menarik pula untuk diinvestigasi apabila sebelum dilakukan proses doping karbon, matriks TiO2 nanotube diperkaya terlebih dahulu dengan spesi Ti3+. Adanya spesi Ti3+ dapat memberikan hasil lebih baik daripada hanya menambahkan dopan karbon pada TiO2 nanotube. Spesi Ti3+ yang terdapat di dalam C-TiO2 nanotube diharapkan dapat memperkecil nilai energi band gap sehingga respon serapan sinar tampak lebih baik, arus cahaya yang dihasilkan lebih besar, dan meningkatkan kinerja fotoanoda dalam menghasilkan gas H2. Berdasarkan karakterisasi SEM, diameter tabung TiO2 nanotube yang dihasilkan rata-rata sebesar 68,92 nm. Dari karakterisasi XRD, didapatkan TiO2 nanotube yang berfasa anatase. Dari persamaan Kubelka-Munk, diperoleh nilai energi celah pita TiO2 nanotube sebesar 3,18 eV. Dari hasil MPA, arus cahaya TiO2 nanotube yang dihasilkan sinar UV (0,000011 mA/cm2) lebih tinggi daripada sinar visible (0,000007 mA/cm2). Hal ini menunjukkan bahwa TiO2 nanotube memiliki aktivitas fotokatalitik pada daerah sinar UV.

---

Material of TiO2 semiconductor as a photoelectrode can only be activated in the UV light region because it has a relatively large band gap energy. To improve the photoelectrode, an effort was developed to shift the photocatalytic response visible light by adding carbon dopant in to TiO2 nanotube. It is also interesting to investigate if before the carbon doping process is carried out, the TiO2 nanotube matrix is enriched first with the Ti3+ species. The presence of Ti3+ species can give better results than just adding carbon dopant to TiO2 nanotube. Ti3+ species contained in C-TiO2 nanotube are expected to reduce the band gap energy value better response in visible light absorption, resulting higher photocurrent, and improve the performance of photoanode in producing H2 gas. Based on SEM characterization, tube diameter of TiO2 nanotube on average is 68,92 nm. From XRD characterization, obtained TiO2 nanotube which has an anatase phase. From Kubelka-Munk equation, band gap energy of TiO2 nanotube is 3,18 eV. From MPA result, photocurrent of TiO2 nanotube produced by UV light (0.000011 mA/cm2) is higher than visible light (0.000007 mA/cm2). This shows that TiO2 nanotube has photocatalytic activity in the UV light region.

Abstrak :
Fotoelektrokimia water splitting merupakan salah satu metode penghasil hidrogen yang paling menjanjikan. Salah satu material semikonduktor yang cocok digunakan sebagai fotoanoda untuk aplikasi water splitting adalah ZnO. Namun, ZnO memiliki beberapa kekurangan yang dapat diatasi dengan menggabungkan ZnO dengan logam mulia. Pada penelitian ini, ZnO Nanorods (NRs) disintesis dengan metode hidrotermal dan kemudian dideposisi dengan AuAg Mesoflowers (MFs) yang disintesis dengan metode wet chemistry. Hasil pengujian linear sweep voltamogram (LSV) dibawah cahaya tampak dan AM 1.5 G menunjukkan ZnO/AuAg MFs menghasilkan photocurrent tertinggi pada reaksi OER maupun HER dengan efisiensi tertinggi 0,034% pada tegangan 0,874 V vs RHE. AuAg MFs juga berperan sebagai donor elektron yang diinjeksikan ke pita konduksi ZnO sehingga dapat meningkatkan photocurrent yang dihasilkan.

---

Photoelectrochemical separation of water is one of the most promising methods of producing hydrogen. One of the most suitable semiconductor materials used as photoanodes for water splitting applications is ZnO. However, ZnO has several drawbacks that can be overcome by combining it with noble metals particles. In this study, ZnO nanorods (NRs) were synthesized by the hydrothermal method and then deposited with AuAg Mesoflowers (MFs) which was synthesized by the wet chemical method. The linear sweep voltammogram (LSV) measurement under visible light and AM 1.5 G show that ZnO / AuAg MFs produces the highest photocurrent in the OER and HER reactions with the highest efficiency of 0.034% at a voltage of 0.874 V vs RHE. AuAg MFs may acts as an electron donor that is injected into the ZnO conduction band so that it can increase the photocurrent.

Abstrak :
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.

Abstrak :
Titanium dioksida (TiO2) adalah fotokatalis yang paling banyak dipelajari dengan sifat semikonduktor tipe-n karena efisiensi tinggi, stabilitas, non-toksik, biaya rendah, kelimpahan dialam, dan sintesis mudah. Keterbatasan TiO2 yang memiliki band gap lebar menyebabkan TiO2 hanya aktif pada sinar UV sehingga berefek pada aktivitas fotokatalitiknya. TiO2 hitam dengan celah pita yang menyempit sehingga memperluas penyerapan penuh spektrum sinar matahari dan mendorong peningkatan aktivitas fotokatalitik, dengan memperkenalkan gangguan permukaan pada TiO2. Pengembangan fotoanoda black TiO2 nanotube array (BTNA) yang didoping Ni menghadirkan sejumlah besar Ti3+ dan kekosongan oksigen, yang memastikan kemampuan tinggi menyerap cahaya tampak dan inframerah (Liu et al., 2015). Pada penelitian ini penggunaan metode anodisasi dan dip coating dilakukan untuk membuat fotoanoda black TiO2 nanotube termodifikasi NiO dengan memvariasikan banyaknya siklus pencelupan terhadap kinerja fotoelektrokimianya. Teknik dip coating mudah dilakukan, sederhana, menggunakan suhu rendah, dan hasil yang merata. NiO/BTNA dikarakterisasi dengan SEM, FTIR, dan UV-Vis DRS. Uji aktivitasnya juga dilakukan terhadap degradasi fenol. NiO/BTNApada variasi terbaik yaitu 3 kali siklus pencelupan berhasil meningkatkan performa fotoelektrokimia dari fotoanoda dengan kemampuan mendegradasi fenol sebesar 48,67% pada kondisi sinar tampak, dimana persentase lebih besar didapatkan ketika dibandingkan dengan BTNA. ......Titanium dioxide (TiO2) is the most studied photocatalyst with n-type semiconductor properties due to its high efficiency, stability, non-toxicity, low cost, abundance in nature, and easy synthesis. The limitation of TiO2 which has a wide band gap causes TiO2 to be only active in UV light which has an effect on its photocatalytic activity. Black TiO2 with a narrow band gap thus broadens the full absorption spectrum of sunlight and promotes increased photocatalytic activity, by introducing surface interference on TiO2. The development of Ni-doped black TiO2 nanotube array (BTNA) photoanodes presents a large amount of Ti3+ and oxygen vacancies, which ensures a high ability to absorb visible and infrared light (Liu et al., 2015). In this study, the use of anodization and dip coating methods was carried out to make NiO-modified black TiO2 nanotube photoanodes by varying the number of immersion cycles on the photoelectrochemical performance. The dip coating technique is easy, simple, uses low temperatures, and produces even results. NiO/BTNA was characterized by SEM, FTIR, and UV-Vis DRS. The activity test was also carried out on phenol degradation. NiO/BTNA at the best variation of 3 dyeing cycles succeeded in increasing the photoelectrochemical performance of the photoanode with the ability to degrade phenol by 48.67% under visible light conditions, where a higher percentage was obtained when compared to BTNA.

Abstrak :
Terobosan teknologi diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi dunia tanpa membahayakan lingkungan. Salah satu terobosan ini adalah energi hidrogen yang melibatkan penggunaan energi terbarukan sepenuhnya sehingga meminimalisasi emisi gas rumah kaca. Salah satu bidang yang berkembang terkait dengan energi hidrogen adalah pemecahan air secara fotoelektrokimia. Pada penelitian ini, dipreparasi material fotoanoda BiVO4/(001)-TiO2/MXene. Sintesis material TiO2 nanosheet dengan paparan faset (001) dilakukan dengan metode hidrotermal sedangkan sintesis MXene dengan proses etching dan eksfoliasi. Dari hasil karakterisasi X-Ray Diffraction, Spektrofotometer Raman, Spektrofotometer UV- Diffuse Reflectance, Brunaeur-Emmet-Teller, Scanning Electron Microscope dan Transmission Electron Microscope telah menunjukkan bahwa material berhasil disintesis. Kemudian dilakukan preparasi fotoanoda BiVO4 yang diintegrasikan dengan material TiO2 nanosheet dan MXene melalui metode doctor blade. Untuk melihat pengaruh pemaparan faset kristal (001), dilakukan perbandingan dengan TiO2 komersial P25. Hasil fotoanoda yang disintesis kemudian dikarakterisasi dengan X-Ray Diffraction, Spektrofotometer UV- Diffuse Refectance, dan Scanning Electron Microscope lalu dilakukan aplikasi fotooksidasi air dengan pengujian Cyclic Voltammetry, Linear Sweep Voltammetry, dan Chronoamperometry. ......Innovations in technology are needed to supply the world's energy needs without endangering the environment. One of these breakthroughs is hydrogen energy, which involves the use of renewable energy to minimize greenhouse gas emissions. Photo electrochemistry water splitting is one of the recent studies associated with hydrogen energy. In this study, the BiVO4/(001)-TiO2/MXene photoanode material was prepared. The synthesis of TiO2 nanosheet material with exposure facet (001) is done by the hydrothermal method, while MXene is synthesized by etching and exfoliation processes. From X-ray Diffraction, the Raman Spectrophotometer, UV-Diffuse Reflectance Spectrophotometer, Brunaeur-Emmet-Teller, Scanning Electron Microscope, and Transmission Electron Microscope have shown that the material was successfully synthesized. A BiVO4 photoanode is prepared, and then integrated with TiO2 nanosheet and MXene material via doctor blade method. To see the effects of crystal facet exposure (001), it was compared with commercial TiO2 P25. The results of the synthesized photoanodes were then characterized with X-ray Diffraction, UV-Diffuse Reflectance Spectrophotometer, and Scanning Electron Microscope, and photo electrochemistry water oxidation was then tested with Cyclic Voltammetry, Linear Sweep Voltammetry, and Chronoamperometry.

Abstrak :
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.

Abstrak :
Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang sering digunakan hingga saat ini. Namun, penggunaan bahan bakar fosil secara terus menerus akan menyebabkan krisis energi dan kerusakan lingkungan akibat gas rumah kaca yang dihasilkan. Hal tersebut mendorong para peneliti untuk mengembangkan energi alternatif yang lebih ramah lingkungan. Hidrogen merupakan kandidat terkuat untuk dijadikan energi terbarukan karena memiliki densitas energi yang tinggi dan hasil pembakaran hidrogen hanya air, sehingga tidak menghasilkan gas polutan. Hidrogen dapat diproduksi dengan proses pemecahan air menggunakan air asin yang ketersediaannya berlimpah di alam. Teknologi pemecahan air banyak dikembangkan saat ini melalui fotokatalisis dengan memanfaatkan cahaya matahari menggunakan sel fotoelektrokimia dengan fotoelektroda berbasis bahan semikonduktor. Penelitian inimelakukan sintesis R-TiO2 nanotubes/BiVO4/Co-Pi sebagai fotoanoda pada sel fotoelektrokimia untuk produksi hidrogen (H2) dari air berkadar garam tinggi. Sintesis TiO2 nanotubes dilakukan dengan metode anodisasi, kemudian direduksi dengan reduksi elektrokimia untuk menghasilkan R-TiO2 nanotubes. Waktu reduksi divariasikan dengan 90, 180, dan 300 detik. Semakin lama waktu reduksi, energi celah pita semakin kecil dan densitas arus yang dihasilkan semakin besar. Sehingga, waktu reduksi optimum R-TNA berada pada 300 detik dengan energi celah pita sebesar 2,82 eV dan densitas arus sebesar 0,0017 mA/cm2 pada 1,23 V vs RHE. Modifikasi R-TNA dengan BiVO4 dilakukan dengan metode Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) yang menghasilkan energi celah pita lebih kecil sebesar 2,53 eV dan densitas arus yang lebih besar sebesar 0,0035 mA/cm2 pada 1,23 V vs RHE. Modifikasi R-TNA/BiVO4 dengan Co-Pi dilakukan dengan metode elektrodeposisi yang menghasilkan densitas arus lebih besar sebesar 0,0071 mA/cm2 pada 1,23 V vs RHE. Rangkaian sel fotoelektrokimia menggunakan R-TNA/BiVO4/Co-Pi sebagai fotoanoda dan R-TNA/Pt sebagai katoda dengan waktu pengujian 3 jam menghasilkan hidrogen dengan konsentrasi sebesar 0,0826% dari air berkadar garam tinggi. ......Fossil fuel is an energy source that is often used today. However, the continuous use of fossil fuels will cause an energy crisis and environmental damage due to the greenhouse gases produced. This encourages researchers to develop alternative energy more eco-friendly. Hydrogen is the strongest candidate to use as renewable energy because it has high energy density and the product of hydrogen combustion is only water, so it doesn’t produce pollutants. Hydrogen can be produced by the process of water splitting from salty water, which is abundantly available in nature. Water splitting is currently being developed through photocatalysis by utilizing sunlight using photoelectrochemical cells with photoelectrodes based on semiconductor material. This study synthesized R-TiO2 nanotubes/BiVO4/Co-Pi as a photoanode in a photoelectrochemical cell for hydrogen production from salty water. TiO2 nanotubes were synthesized by anodizing method, then reduced by electrochemical reduction to produce R-TiO2 nanotubes. The reduction time was varied by 90, 180, and 300 seconds. The longer reduction time gives the smaller band gap energy and the larger photocurrent. Thus, the optimum reduction time of R-TNA is 300 seconds with a band gap energy of 2.82 eV and photocurrent of 0,0017 mA/cm2 at 1,23 V vs RHE. Modification of R-TNA with BiVO4 was carried out using the Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) method has smaller band gap energy of 2.54 eV and larger photocurrent of 0,0035 mA/cm2 at 1,23 V vs RHE. Modification of R-TNA/BiVO4 with Co-Pi was carried out by electrodeposition method has the largest photocurrent of 0,0071 mA/cm2 at 1,23 V vs RHE. Photoelectrochemical cell using R-TNA/BiVO4/Co-Pi as photoanode and R-TNA/Pt as cathode for 3 hours produced hydrogen with a concentration of 0,0826% from salty water.