Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Membran polimer elektrolit untuk aplikasi direct mtehanol fuel cell (DMFC) suhu tinggi harus tahan terhadap suhu tinggi, konduktivitas proton tinggi dan permeabilitas metanol rendah. Padahal kecenderungan membran elektrolit jika konduktivitas proton tinggi selalu diikuti dengan permeabilitas metanol yang tinggi. Polieter-eter keton (PEEK) termasuk polimer yang tahan terhadap senyawa-senyawa kimia dan kestabilan panas yang cukup tinggi. PEEK merupakan polimer yang hidrofobik. Untuk menjadi membran elektrolit perlu diberi gugus elektrolit (sulfonat) melalui proses sulfonasi. Untuk mendapatkan membran elektrolit yang tahan pada aplikasi DMFC suhu tinggi, perlu dibuat membran komposit. Aditif yang digunakan yaitu polisulfon, H-Yzeolit dan silika. Tujuan penelitian ini adalah membuat membran elektrolit berbasis PEEK tersulfonasi (sPEEK) untuk dapat diaplikasikan dalam DMFC suhu tinggi. Variasi untuk proses sulfonasi adalah suhu yaitu 40, 45, 50, 60 dan 70°C sedangkan waktu reaksi dibuat tetap yaitu 3 jam. Pada pembuatan membran, konsentrasi aditif anorganik (silika dan H-Yzeolit) adalah 0, 3, 5 dan 10%. Dan aditif organik (polisulfon), perbandingan sPEEK dengan polisulfon adalah 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 50/50 %. Parameter yang diukur adalah kapasitas penukar ion (KPI), derajat sulfonasi (DS), swelling air, konduktivitas proton (σ), permeabilitas metanol (DK), suhu transisi glass (Tg) dan tensile strength (TS). Sulfonasi PEEK menggunakan 5 g polimer PEEK dalam 100 ml asam sulfat pekat. Kondisi suhu sulfonasi optimum adalah 50°C yang menghasilkan polimer elektrolit DS 68%. Aditif yang memberikan peningkatan terhadap karakteristik membran elektrolit adalah silika dan H-Yzeolit pada konsentrasi 3%. Karakteristik dari sPEEK, sPEEK+HYzeolit dan sPEEK+silika yaitu swelling air = 7, 10 dan15 %; σ = 0,067, 0,07 dan 0,072 S/cm (suhu 140°C); DK = 7x10-6, 8,6 x10-6 dan 8,7x10-6 (suhu 140°C); Tg sekitar 200°C dan selektivitas lebih besar dibanding Nafion-117 (pada suhu 25-90°C) dan selektivitas masih tetap tinggi pada suhu 140°C. Alternatif pengganti Nafion-117 telah berhasil disintesa dengan proses mudah dan murah. Membran elektrolit berbasis polieter-eter keton dengan derajat sulfonasi 68% (tanpa menggunakan aditif atau pemakaian aditif H-Yzeolit dan silika) dapat digunakan pada pemakaian suhu tinggi sehingga berpeluang besar sebagai membran elektrolit padat dalam pemakaian sistem DMFC suhu tinggi.

---

Electrolyte membrane for high temperature direct methanol fuel cell (DMFC) applications has to stable in high temperature, high proton conductivity and low methanol permeability. Then again, electrolyte membrane at high proton conductivity has a tendency to be followed with high methanol permeability. The polyether-ether ketone is a polymer that has good resistance to chemical and has good thermal stability. And it is a hydrophobic polymer. In order to apply the PEEK as electrolyte membrane, it has to have sulfonate group through sulfonation pr°Cess. Thus for high temperature DMFC application, PEEK should be develop as composite membrane. The additives used are i.e. polysulfone, H-Yzeolite and silica. The objective of this research is to synthesize electrolyte membrane based on sulfonated polyether-ether ketone (sPEEK) for high temperature DMFC applications. The temperatures (40, 45, 50, 60 and 70°C) were varied in sulfonation pr°Cess, whereas reaction time is setted constant for three hours. For membrane preparation, the concentration of inorganic additive (silica and H-Yzeolite) was varied as follow; 0, 3, 5, and 10%. On the other hand, for organic additive (polysulfone), the ratios sPEEK/polysulfone (100/0, 90/10, 80/20, 70/30, and 50/50 %) were applied. Characterization of membrane were determine by some calculation of i.e. ion exchange capacity, sulfonation degree (SD), swelling of water, proton conductivity (σ), methanol permeability (DK), glass transition temperature (Tg) and tensile strength (TS), Sulfonation of PEEK was carried out by using 5 g of PEEK polymer into 100 ml concentrated sulfuric acid. The optimum temperature condition for sulfonation is at 50°C that produced 68% of sulfonation degree. The additives that increased electrolyte membrane characteristic are silica and H-Yzeolite at concentration of 3%. The characteristic of sPEEK, sPEEK+H-Yzeolite and sPEEK+silica in respective order: i.e. swelling of water = 7, 10 and 15 %; σ = 0,067, 0,07 and 0,072 S/cm (at 140°C); DK = 7x10-6, 8,6 x10-6 and 8,7x10-6 (at 140°C); Tg about 200°C. Those membranes also have selectivity much higher than Nafion-117 membrane (at 25-90°C) and still has high selectivity at 140 °C. The alternative substitution membrane of Nafion-117 has been successfully synthesized by straightforward and inexpensive pr°Cess. The electrolyte membrane polyether-ether ketone based on with sulfonation degree of 68% and those modified composite ones can be used at high temperature applications so that available as solid electrolyte membrane in high temperature DMFC system."

"Penelitian yang dikembangkan disini merupakan kelanjutan kegiatan penelitian yang telah dilakukan di Tokyo Institute of Technology (TIT). Penelitian di TIT dititik beratkan pada upaya peningkatan kemampuan fiksasi CO2 oleh mikroba fotosintesa di daerah subtropis, sementara penelitian yang dilakukan ini merupakan upaya peningkatan produksi biomassa daerah tropis yang memiliki nilai ekonomis.Eksplorasi dari beberapa balai penelitian ditanah air menunjukkan bahwa ada beberapa jenis mikroba fotosintesa lokal yang memiliki kandungan zat esensiil kesehatan yang layak untuk dikembangkan yaitu: Spirulina plarensis Jacatra dan Chlarella vulgaris Buitenzorg.Penelitian ekperimental ini bertujuan untuk memaksimalkan kemampuan fiksasi CO2 dan produksi secara hayati spesies mikroba fotosintesa alam tropis asupan pangan Chlorella vulgaris Buitenzorg dalam kolom gelembung tunggal maupun seri dengan kombinasi perlakuan pengaturan pencahayaan.Hasil penelitian dengan menggunakan spesies lokal ini diharapkan menjadi masukan upaya memaksimalkan fiksasi CO2 dalam kolam-kolam terbuka (open pond system) atau sistem tertutup (closed system) maupun produksi asupan pangan dengan aerasi dengan emisi gas buang keluaran "flare sistem" industri tenaga listrik (PLTU, PLTGU) yang terintegasi dengan unit produksi asupan pangan ini."

"Direct oxidation fuel cells (DOFCs) telah banyak menarik perhatian sebagai alternative pengganti dari hydrogen-fuel cell dikarenakan lebih mudah penanganan dan transportasi bahan bakarnya. Penggunaan bahan bakar cair pada DOFC akan lebih sederhana dibandingkan hydrogen dan tidak memerlukan infrastruktur baru pada trasnportasi bahan bakarnya. Ethanol adalah salah satu kandidat bahan bakar untuk DOFC yang mempunyai kelebihan diantaranya : tidak beracun, sebagai bahan bakar terbaharukan, dan mempunyai kerapatan energi yang tinggi. Akan tetapi penggunaan ethanol pada direct ethanol fuel cell (DEFC) dihadapkan pada permasalahan utama yaitu kesulitan untuk memutus ikatan C-C pada ethanol dimana reaksi oksidasi akan terjadi secara parsial sehingga energi listrik yang dihasilkan tidak maksimal . Untuk memecahkan masalah tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan katalis anoda berbasiskan platina berpenyangga karbon untuk oksidasi ethanol yang mampu memutus ikatan C-C menuju reaksi oksidasi total. Tujuan khusus yang pertama pada penelitian ini adalah studi pengaruh penambahan rhodium pada katalis platina berpenyangga karbon terhadap aktivitas dan selektivitas katalis untuk oksidasi ethanol. Tujuan khusus kedua adalah studi pengaruh penambahan ceria pada katalis platina berpenyangga karbon terhadap aktivitas dan selektivitas katalis untuk oksidasi ethanol. Sedangkan tujuan khusus ketiga adalah studi pengaruh penambahan rhodium dan ceria bersama-sama pada katalis platina berpenyangga karbon terhadap aktivitas dan selektivitas katalis untuk oksidasi ethanol. Metoda penelitian terdiri dari beberapa aktivitas yaitu: sintesis katalis, karakterisasi fisik katalis, karakterisasi elektrokimia, perakitan membrane electrode assembly (MEA), pengukuran on-line dengan teknik differential electrochemical mass spectrommtery (DEMS) dan uji kinerja fuel cell susunan tunggal. Ceria disintesis menggunakan teknik precipitasi konvensional dengan dua tahap. Sebagai pembanding pada penelitian ini juga digunakan ceria komersial dari Alfa Aesar. Preparasi katalis (Pt-CeO2/C, Pt-Rh/C and Pt-Rh-CeO2/C) dilakukan dengan teknik koloid menggunakan ethylene glycol sebagai reduktan. Semua katalis di preparasi dengan target 20% berat platinum. Katalis yang telah di preparasi kemudian di karakterisasi dengan SEM-EDX untuk menganalisa morphologi permukaan katalis, dengan XRD untuk menganalisa kristalinitas dan struktur katalis, dan transmission elektron mikroskopy (TEM) untuk mengukur diameter partikel dan distribusinya. Dari hasil karakterisasi fisik diketahui bahawa ceria yang disintesa adalah berbentuk kristal sama dengan ceria komersial dengan diameter kristal 9 nm, sedangkan diameter ceria komersial adalah 19 nm. Ukuran diameter partikel katalis Pt-CeO2/C and Pt-Rh-CeO2/C adalah sekitar 2-3.5 nm dan terdistribusi merata dengan sedikit agglomerasi. Dari hasil EDX diketahui bahwa semua elemen katalis terdeteksi. Karakterisasi elektrokimia dilakukan dengan normal cyclic voltammetry, chronoamperommetry, and cyclic voltammetry pada media asam dan basa. Karakterisasi elektrokimia dilakukan untuk menginvestigasi aktivitas katalis yang dinyatakan dengan arus faraday yang dihasilkan pada uji setengah sel. Uji DEMS dilakukan untuk investigasi aktivitas katalis dan selektivitas pembentukan CO2 yang telah dirakit dalam susunan fuel cell. Katalis PtCeO2/C dan PtRhCeO2/C yang disintesis dengan metoda koloid meningkatkan aktivitas dan selektivitas terhadap pembentukan CO2 pada elektrooksidasi ethanol yang mengarah kepada reaksi oksidasi total pada pengujian di direct ethanol fuel cell (DEFC). Penambahan rhodium (Rh) pada katalis Pt/C meningkatkan kemampuan untuk memutus ikatan C-C pada ethanol. Akan tetapi hasil pemutusan ikatan C-C tersebut tidak semua di konversi menjadi CO2 di sebabkan adsorpsi CO pada permukaan Rh yang kuat, sehingga peningkatan activitas dan selektivitas katalis tersebut tidak terlalu besar. Penambahan CeO2 pada katalis Pt/C meningkatkan kemampuan katalis untuk memutus ikatan C-C pada elektro-oksidasi ethanol, sekaligus meningkatkan kemampuan katalis untuk mengoksidasi lanjut CO intermediate product menjadi CO2. Peningkatan aktivitas dan selektivitas katalis tersebut disebabkan fungsi CeO2 sebagai pendonor oksigen kepada permukaan platina, sehingga dengan adanya oksigen yang cukup pada permukaan platina meningkatkan kemampuan memutus ikatan C-C dan meningkatkan kemampuan mengkonversi CO menjadi CO2. Penambahan Rh dan CeO2 secara bersama-sama meningkatkan activitas dan selektivitas katalis pada reaksi elektro-oksidasi ethanol. Peningkatan tersebut lebih besar dibandingkan jika hanya di tambah rhodium saja ataupun hanya ditambahkan CeO2 saja. Penambahan keduanya tersebut akan bersinergi sehingga meningkatkan aktivitas dan selektivitas katalis PtRhCeO2/C. Peningkatan aktivitas katalis yang disintesis (in-house) terhadap katalis referensi Pt/C pada potential 0,6 V dan suhu operasi 90oC adalah : 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 5.99%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 3.89%, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 19.6%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 26.3%. Peningkatan selektivitas katalis yang di sintesis (in-house) untuk pembentukan CO2 terhadap katalis referensi Pt/C pada potensial 0,6 V suhu operasi 90oC adalah: 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 20%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 19 %, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 27%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 24%.Direct oxidation fuel cells (DOFCs) have recently attracted major attention, as an alternative to hydrogen fuel cells, mainly due to easier fuel storage and handling. The organic liquids used for DOFCs are much simpler to handle than gaseous hydrogen and also in many cases do not require any new distribution infrastructure. Ethanol is one of the fuel candidates for direct oxidation fuel cell (DOFC). The advantages of ethanol are due to non toxicity, renewability and high energy density. Unfortunately, utilization of ethanol as fuel in direct ethanol fuel cell (DEFC) is still covered by main problem which is slow kinetic reaction due to difficult to break C-C bond in ethanol. In order to solve this main problem in ethanol electro-oxidation reaction (EOR) the research work is aimed to develop and investigate an anode catalyst base on carbon supported platinum catalyst for ethanol electro-oxidation in direct ethanol fuel cell (DEFC) which capable to promote in breaking C-C bond toward total oxidation reaction of ethanol. First specific objective of the research is to study the effect of Rhodium on carbon supported Pt catalysts to the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction. The second specific objective is to study the effect of CeO2 on carbon supported Pt catalysts to the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction. Moreover, the third specific objective of the research work is to study the effect of Rh and CeO2 addition on carbon supported Pt catalysts to the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction. The research methodology was comprised of activities: catalyst syntheses, physical characterization, electrochemical characterization, membrane electrode assembly (MEA), in-situ differential mass spectrometry and fuel cell test in single cell setup. CeO2 nano-size particle material was prepared by two step conventional precipitation (in-house CeO2) and for comparison purpose; we also used commercial CeO2 purchased from Johnson Mattews. Preparation of catalysts (Pt-CeO2/C, Pt-Rh/C and Pt-Rh-CeO2/C) was carried out by colloidal method using ethylene glycol reductant agent. All of catalysts synthesized with 20 weight percent of Pt loading. New developed catalysts then characterized by SEM-EDX to analyze the morphology of catalysts, X-ray diffraction (XRD) to analyze the crystallography, and transmission electron microscopy (TEM) to investigate the particle size and particle dispersion. Physical characterizations result indicated that in-house CeO2 was a crystallite as CeO2 commercial was with the particle size diameter of about 9 nm, meanwhile the particle size diameter of commercial CeO2 about 19 nm. Particle size diameter of Pt-CeO2/C and Pt-Rh-CeO2/C catalysts was about 2-3.5 nm and well dispersed with light agglomeration. Energy dispersive of X-Ray (EDX) analysis shows that all of element in the catalyst was detected. Electrochemical characterization was carried out by normal cyclic voltammetry, chronoamperommetry, and cyclic voltammetry in present of ethanol either in acid or alkaline medium. Electrochemical characterization is to investigate the activity of the catalyst correlated to the Faradaic current which obtained in half cell/model electrode. In-situ differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) was conducted to further investigate the activity and selectivity of ethanol electrooxidation over PtCeO2/C and PtRhCeO2/C in real fuel cell setup. New developed catalysts of PtCeO2/C and PtRhCeO2/C which was synthesized by colloidal method improved the activity and selectivity to CO2 product in ethanol electro-oxidation toward total oxidation reaction in direct ethanol fuel cell. Whereas, effect addition of rhodium in the catalyst was to improve capability in C-C bond breaking, while effect addition of CeO2 in the catalyst was to donor oxygen onto Pt surface to break C-C bond and to promote COads intermediate to the CO2 product on the surface of platinum. Addition of rhodium to the carbon supported Pt catalyst improved in C-C bond breaking in ethanol electro-oxidation. However, the result of C-C bond breaking was not converted to CO2 product totally, due to strongly adsorption of CO intermediate product on surface of PtRh. Therefore, it was only slightly increase of the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction (EOR) over PtRh/C compared to commercial Pt/C reference catalyst. Addition of CeO2 to the carbon supported catalyst improved the activity of catalysts in C-C bond breaking and improved the selectivity by promoted the oxidation of CO intermediate product to CO2 on Pt surface. The ceria effect was associated to the capabilities of ceria to provide oxygen on Pt surface that finally could improve activity and selectivity of the catalyst in ethanol oxidation reaction. Addition of Rh and CeO2 to the carbon supported catalyst improved the activity of catalysts in C-C bond breaking and improved the selectivity for CO2 formation. The improvements of activity and selectivity of the catalyst is due to a synergistic effect.In the real fuel cell, improvement of an activity in electrochemical cell measurement was also obtained by in-situ differential electrochemical mass spectrometry. Increase in activity over ceria modified catalyst also led to increase in selectivity for CO2 formation. Increasing in activity was indicated by increment of Faradaic current and the increasing selectivity of the catalysts to the CO2 formation was indicated by increment of the CO2 current efficiency. Both increasing of the activity and selectivity were occurred at low potential less than 0.6 V vs. RHE Increasing activity of ethanol oxidation over ceria modified Pt-based catalysts in comparison to reference catalyst (20% Pt/C ) at potential 0.6 V and temperature 90oC are: 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 5.99%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 3.89%, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 19.6%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 26.3%. The product of the ethanol oxidation reaction over Pt/C, PtCeO2/C, PtRh/C and PtRhCeO2/C which was investigated by in-situ DEMS were CO2, acetaldehyde, methane, ethane. Meanwhile, acetic acid was not detected by DEMS due to low volatility. CO2 current efficiency (CCE) was represented the selectivity to CO2 formation of ethanol oxidation. Increasing CCE over ceria modified Pt-based catalysts in comparison to reference catalyst (20% Pt/C ) at potential 0.6 V and temperature 90oC are: 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 20%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 19 %, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 27%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 24%"

"Pencemaran lingkungan perairan olch pestisida cukup mengkhawatirkan dan pestisida tersebut di lingkungan bercampur dengan pestisida lain. Pengolahan air yang tercemar pestisida harus dilakukan supaya ridak mencemari sumber air minum. Karbofuran dan endosulfan dipilih sebagai model kontaminan untuk dis isihkan melalui ozonasi, karena insektisida tersebut masih digunakan, kandungannya rneningkat di lingkungan jika insektisida carbosulfan, benfuracarb, dan furathiocarb juga digunakan. Reaksi ozonasi selalu menggunakan 03 dan OH. keduanya oksidator kuat, O3 selektifitasnya tinggi dan oH kurang selektif. Ozonasi dcngan karbon aktif diharapkan dapat mendegradasi campuran endosulfan-karbofuran secara sempu rna. Tujuan penelitian yaitu mcndegradasi karbofuran dan endosulfan, khususnya; (1) mengetahui pengaruh reaksi hidrolisis terhadap laju degradasi carbofuran dan endosulfan pada ozonasi dengan dan tanpa karbon aktif (2) memahami fenomena degradasi karbofuran dan endosulfan tunggal dan campuran pada ozonasi dengan dan tanpa karbon aktif , terutama; (a) menemukan pengaruh degradasi campuran karbofuran-endoulfan terhadap laju degradasi karbofuran dan endosulfan dan (b) mencmukan peran karbon aktif pada degradasi karbofuran dan endosulfan. Percobaan dilakukan 4 tahap. Tahap I hidrolisis pada pH (5, 7, dan 9) karbofuran-endosulfan tunggal dan campuran, tabap ke-11 ozonasi karbofuran dan endosulfan tunggal pada pH (5, 7, dan 9) dengan dan tanpa karbon aktif, tahap III pengaruh suhu (20, 25 dan 30°C) pada ozonasi dengan dan tanpa karbon aktif,dan tahap IV identifikasi produk antara ozonasi campuran karbofuran dan endosulfan dengan dan tanpa karbon aktif pada pH 7 dan suhu 30°C dengan GC/MS. Kcsimpulan pengaruh hidrolisis cukup signifikan pada pcnyisihan karbofuran dan endosulfan terutama pada Kadar dan pH relatif besar. Fenomena degradasi karbofuran dan endosulfan yang terjadi yairu peran oksidasi oleh ozonasi jauh lebih besar dibandingkan terhadap hidrolisis. Ozonasi campuran karbofuran-endosu1fan dapat meningkatkan laju degradasi insektisida dibandingkan ozonasi secara tunggal, hal ini disebapkan adanya pecan hidrolisis campuran karbofuran-endosulfan. Penambahan karbon aktif pada ozonasi campuran karbofuran-endosulfan secara kenetika pengearuh idak signifikan terhadap laju degredasi reaktan awal dibandingkan peningkatan suhu. Namun demikian, karbon aktif berperan pada degredasi lanjut produk antara menjadi produk antara yang lebih sederhana, bersifat polar dan mudah terdegrasi secara alamiah. Dengan demikian, penambahan karbon aktif pada ozonasi dapat digunakan secara proses untuk detoksifikasi karbofuran dan endosulfan.The environtmental pollution by pesticide is relatively worrying as it is mixed with other pesticides. The treatment of water by pesticide must be done to avoid drinking water pollution. Carbofuran & endosulfan are choosen as contaminants model to be removal by ozonation since those insecticides still used, and their content in environment will increase if carbosulfan, benfuracarb, and furathiocarb also used. Ozonation reaction always performed using 03 and 'OH, as they are strong oxidator, high selectivity and OH has low selectivity. Ozonation with activated carbon hope fu lly can degrade the carbofuran-endosulfan mixtures. The aim of this research is to degrade carbofuran - endosulfan by ozonation, especially (1) to the effec of hidrolysis reaction between carbofuran and endosulfan with and without activated carbon, (2) to understand the phenomenon of degradation carbofuran and endosulfan in ozonation with and without activated carbon especially: (a) effect degradation of carbofuran-endosul fan mixtures to the rate of degradation carbofuran and endosulfun respetively, (b) the role of activated carbon in degradation of car bofuran and endosulfan. The experiment was performed in four stages. Firstly, hydrolysis of carbofuran, endosulfan and carbofuran-endosulfan mixtures at different pH condition (5, 7, and 9). secondly, ozonation of carbofuran, endosulfan and carbofuran-endosulfan mixtures at different pH condition with and without activated carbon. Thirdly ozonation with and without at different temperature (20, 25, and 30°C) with and without activated carbon and the last stage was product identification in the ozonation of carbofuran-endosulfan mixtures with and without activated carbon at pH 7, temperature 300C using GC/M S. In conclusion, the effect of hydrolysis is significantly enough at the removal of carbofuran and endosulfan especially at high concentration and high pH condition. The phenomenon of degradation carbofuran-endosulfan occurred is caused by the role of the oxidation by ozon compared to the hydrolysis. Ozonation of carbofuran-endosulfan mixtures can increase the rate of degredation of insecticide compared to single insecticide ozonation. This is because the effect increasing hydrolysis rate of carbofuran-endosulfan mixture. In the kinetic point the addition of activated carbon in ozonation is not significantly effect to the rate of degradation in initial reactant compared to the increasjng temperature. However, The activated carbon plays a role ini the degradation of complex intermediate to simple intermediate, it is easy a polar chemical and it to degrade of naturally. The addition of activated carbon in ozonation can be used as a carbofuran and endosulfan detoxification process in water."

"Disertasi ini membahas perilaku presipitasi CaCO3 dalam air sadah di bawah pengaruh medan magnet beserta aplikasinya dalam pengolahan air sadah dan pencegahan kerak. Penelitian ini merupakan eksperimen bersifat analitik kuantitatif dan disain konsep bersifat deskriptif. Hasil penelitian membuktikan bahwa magnetisasi air sadah mempengaruhi interaksi hidrat ion dan interaksi ion serta presipitasi CaCO3 baik pada sistem fluida statik maupun dinamik. Magnetisasi larutan CaCO3 dengan sistem fluida dinamik meningkatkan presipitasi CaCO3 dengan sifat deposit yang lebih mudah lepas dari dinding. Hasil tersebut dapat menjadi dasar bagi pengembangan sistem pengolahan air sadah dengan proses magnetisasi yang efektif dalam menurunkan kesadahan dan pencegahan kerak pada air sadah.

---

CaCO3 precipitation mechanism in hard water under magnetic field and anti-scale magnetic water treatment were comprehensively disccused in this disertation. These are carried out quantitatively by experiment and descriptive conceptual-design research. Results showed that hard water magnetization influences hydrate-ion and inter-ionic interactions as well as CaCO3 precipitation occuring both in static and dynamic fluid systems. Magnetization of CaCO3 solution increases CaCO3 precipitation whose deposit formed is easily removed from wall. The results are expected to become scientific basis for the development of an effective anti-scale magnetic water treatment to reduce the hardness and prevent the scale formation in hard water."

"Sumber daya alam terbagi atas tidak terbarukan (non renewable) dan terbarukan (renewable). Salah satu sunnber daya alam terbarukan adalah kelapa sawit yang digunakan untuk bahan baku proses produksi minyak kelapa sawit berupa Crude Palm Oil (CPO) dan Palm Kernel Oil (PKO). Proses produksi minyak kelapa sawit menghasilkan volume dan konsentrasi limbah cair yang tinggi dan dapat merusak lingkungan perairan, hal ini disebabkan oleh rata-rata kebutuhan air untuk proses pengolahan minyak kelapa sawit yang kurang efisien. Selain itu pengendalian limbah cair kelapa sawit, belum mengintegrasikan 3 butir ciri pembangunan berwawasan lingkungan yaitu layak ekonomi, sosial dan lingkungan. Penelitian ini dilaksanakan di propinsi Sumatera Barat, populasi penelitian adalah 13 pabrik minyak kelapa sawit dan masyarakat yang bertempat tinggal di sekitar lokasi pabrik. Tahapan penelitian dimulai dengan identifikasi proses produksi pabrik minyak kelapa sawit, karakteristik limbah cair yang dihasilkan, beban pencemaran limbah cair, dan metode penanganannya. Tahap selanjutnya adalah mencari peluang penerapan minimisasi, pemanfaatan limbah cair, dan valuasi atas upaya pengendalian pencemaran melalui penerapan kaidahkaidah minimisasi limbah dan pemanfaatanya. Hasil penelitian menyimpulkan bahwa, pengendalian pencemaran limbah cair kelapa sawit berdasarkan analisis biaya dan manfaat yang layak secara ekonomi, sosial, dan lingkungan adalah minimisasi limbah cair dengan metoda reduce, reuse, recycle serta memisahkannya berdasarkan limbah cair konsentrasi tinggi atau High Polluted Effluent (HPE) dan limbah cair konsentrasi rendah atau Low Polluted Effluent (LPE) kemudian dimanfaatkan untuk aplikasi lahan."

"Pencemaran lingkungan oleh pabrik tekstil mengindikasikan adanya kegiatan produksi yang cenderung boros menggunakan sumber daya alam. Pemborosan ini dapat berakibat pabrik tidak kompetitif, terkurasnya sumber daya alam dan dapat mengancam keberlanjutan lingkungan yang mencerminkan rendahnya ekoelisiensi industri. Persoalan utama yang dapat ditimbulkan oleh kegiatan pabrik tekstil terhadap lingkungannya adalah kuantitas limbah dan penggunaan sumber daya yang bersifat tldak terbarukan. Tinjauan secara teoritis menunjukkan belum adanya formula yang relevan untuk menilai ekoefisiensi dan konsep strategis untuk mengatasi rendahnya ekoelislensi kegialan pabrik tekstil.Tujuan penelitian ini secara umum adalah untuk mengkaji konsep ekoelisiensi pada kegiatan pabrik tekstil menuju industri yang ramah Iingkungan. Secara khusus bertujuan untuk: (1) membuat rumusan untuk menilai ekoefisiensi kegiatan pabrik tekstil, (2) mengetahui realitas ekoefisiensi pabrik tekstil, dan (3) merumuskan indeks ekoelisiensi kegiatan berbagai jenis pabrik tekstil. Obyek penelitian adalah pabrik tekstil di wilayah Jabodebek dengan populasi 881 pabrik, sampel penelitian sebanyak 3,4% populasi (30 pabrik) meliputi: pabrik pemintalan, pertenunan, penyempumaan tekstil, garmen, dan pabriktekstil terpadu.Pendekatan untuk menyusun formula ekoefisiensi paorik tekstil dibangun atas dasar penggunaan materi dan energi input proses dan output produksi serta entropi melalui kajian metabolisme industri. Tahapan penelitian untuk merumuskan formula ekoefisiensi pabrik tekstil dilakukan dengan cara: (1) Studi literatur, (2) identitikasi kegiatan produksi pabrik tekstil, (3) analisa kuantitatif dan deskriptif. Indek ekoefisiensi disusun dengan menggunakan metode: (1) expert judgment melibatkan pakar industri tekstil dan lingkungan serta LSM (2) metode Delphi, dan (3) penggunaan materi dan energi berdasarkan Standar SNI, Standar Asosiasi dan standar Ceko tex.Kondisi eksisting kegiatan pabrik tekstil saat ini terkait aspek: (1) input produksi yang memilih bahan baku non renewable, (2) proses produlusi yang inefisien materi dan energi, serta (3) output produksi yang bersifat non biodegradable. Hipotesis yang menyatakan nilai necospinning > necogarmen > necoweaving > necofinishing" adalah tidak terbukti benar, karena ternyata nllai necogarmen > necospinning > necofinishing > necoweaving.Disertasi ini menyimpulkan bahwa formula ekoefisiensi dirumuskan berdasarkan penggunaan materi dan energi input proses, output produksi, limbah dan pencemaran. Formula dan indeks ekoefisiensi dapat digunakan untuk mengukur kinerja lingkungan pabrik tekstil yang membuktikan ekoefisiensi pabrik tekstil terpadu lebih ekofiensien dibanding pabrik tekstil yang dikelola secara tidak terpadu.Formula dan indeks ekoefisiensi kegiatan industri tekstil merupakan suatu pendekatan yang dapat digunakan untuk menilai maupun memprediksi penerapan strategi kegiatan pabrik tekstil di masa mendatang menuju ekoefisien, Derdasarkan jenis kegiatannya. Formula tersebut dapat dipakai secara praktls oleh manajemen pabrik tekstil untuk memperbaiki daya guna pemanfaatan sumber daya alam secara berkelanjutan pada kegiatan produksi."

"Pencemaran lingkungan perairan oleh pestisida cukup mengkawatirkan dan pestisida tersebut di lingkungan bercampur dengan pestisida lain. Pengolahan air yang tercemar pestisida harus dilakukan supaya tidak mencemari sumber air minum. Karbofuran dan endosulfan dipilih sebagai model kontaminan untuk disisihkan melalui ozonasi, karena insektisida tersebut masih diigunakan, kandungannya meningkat di lingkungan jika insektisida carbosnifan, benfuracarb, dan furathiocorb juga digunakan. Reaksi ozonasi selalu menggunakan O3 dan OH, keduanya oksidator kuat O3, selektifitasnya tinggi dan OH kurang selektif. Ozonasi dengan karbon aktif diharapkan dapat mendegradasi campuran endosulfan-karbofuran secara sempurna. Tujuan penelitian yaitu mendegradasi karbofuron dan endosulfan, khususnya; (1) mengetahui pengaruh reaksi hidrolisis terhadap laju degradasi carbofuron dan endosulfan pada ozonasi dengan dan tanpa karbon aktif (2) memahami fenomena degradasi karbofuran dan endosulfan tunggal dan campuran pada ozonasi dengan dan tanpa karbon aktif, terutama: (a) menemukan penaruh degradasi campuran karbofuran-endosulfan terhadap laju degradasi karbofuran dan endosulfan dan (b) menemukan peran karbon aktif pada degradasi karbofuran dan endosulfan. Percobaan dilakukan 4 tahap. Tahap 1 hidrolisis pada pH (5, 7, dan 9) karbofuran-endosulfan tunggal dan campuran, tahap ke-II ozonasi karbofuran dan endosulfan tunggal pada pH (5, 7, dan 9) dengan dan tanpa karbon aktif, tahap III pengaruh suhu (20,25 dan 30 derajat C) pada ozonasi dengan dan tanpa karbon aktif, dan tahap IV identifikasi produk antara ozonasi campuran karbofuron dan endosulfan dengan dan tanpa karbon aktif pada pH 7 dan suhu 30 derajat C dengan GC/MS. Kesimpulan pengaruh hidrolis cukup signifikan pada penyisihan karbofuran dan endosulfan, terutama pada kadar dan pH relatif besar. Fenomena degradasi karbofuran dan endosulfan, terutama pada Kadar dan pH relatif besar. fenomenadegradasi karbofuran dan endosulfan yang terjadi yaitu eran oksidasi oleh ozon jauh lebih besar dibandingkan terhadap hidrolisis. Ozonasi campuran karbofuran-endosulfan dapat meningkatkan laju degradasi insektisida dibandingkan ozonasi secara tunggal, hal ini disebabkan adanya peran hidrolisis campuran karbofuran-endosulfan. Penambahan karbon aktif pada ozonasi campuran karbofuran-endosulfan secara kenetika pengaruh signifikan terhadap laju degradasi reaktanawal dibandingkan peningkatan suhu. namun demikian, karbon aktif berperan pada degradasi lanjut produk antara pendaji produk antara yang lebih sederhana, bersifat polar dan mudah terdegradasi secara ilmiah. Dengan demikian, penambahan karbon aktif pada ozonasi dapat digunakan sebagai proses untuk detoksifikasi karbofuran dan endosulfan."

"Direct oxidation fuel cells (DOFCs) telah banyak menarik perhatian sebagai alternative pengganti dari hydrogen-fuel cell dikarenakan lebih mudah penanganan dan transportasi bahan bakarnya. Penggunaan bahan bakar cair pada DOFC akan lebih sederhana dibandingkan hydrogen dan tidak memerlukan infrastruktur baru pada trasnportasi bahan bakarnya. Ethanol adalah salah satu kandidat bahan bakar untuk DOFC yang mempunyai kelebihan diantaranya : tidak beracun, sebagai bahan bakar terbaharukan, dan mempunyai kerapatan energi yang tinggi. Akan tetapi penggunaan ethanol pada direct ethanol fuel cell (DEFC) dihadapkan pada permasalahan utama yaitu kesulitan untuk memutus ikatan C-C pada ethanol dimana reaksi oksidasi akan terjadi secara parsial sehingga energi listrik yang dihasilkan tidak maksimal . Untuk memecahkan masalah tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan katalis anoda berbasiskan platina berpenyangga karbon untuk oksidasi ethanol yang mampu memutus ikatan C-C menuju reaksi oksidasi total. Tujuan khusus yang pertama pada penelitian ini adalah studi pengaruh penambahan rhodium pada katalis platina berpenyangga karbon terhadap aktivitas dan selektivitas katalis untuk oksidasi ethanol. Tujuan khusus kedua adalah studi pengaruh penambahan ceria pada katalis platina berpenyangga karbon terhadap aktivitas dan selektivitas katalis untuk oksidasi ethanol. Sedangkan tujuan khusus ketiga adalah studi pengaruh penambahan rhodium dan ceria bersama-sama pada katalis platina berpenyangga karbon terhadap aktivitas dan selektivitas katalis untuk oksidasi ethanol. Metoda penelitian terdiri dari beberapa aktivitas yaitu: sintesis katalis, karakterisasi fisik katalis, karakterisasi elektrokimia, perakitan membrane electrode assembly (MEA), pengukuran on-line dengan teknik differential electrochemical mass spectrommtery (DEMS) dan uji kinerja fuel cell susunan tunggal. Ceria disintesis menggunakan teknik precipitasi konvensional dengan dua tahap. Sebagai pembanding pada penelitian ini juga digunakan ceria komersial dari Alfa Aesar. Preparasi katalis (Pt-CeO2/C, Pt-Rh/C and Pt-Rh-CeO2/C) dilakukan dengan teknik koloid menggunakan ethylene glycol sebagai reduktan. Semua katalis di preparasi dengan target 20% berat platinum. Katalis yang telah di preparasi kemudian di karakterisasi dengan SEM-EDX untuk menganalisa morphologi permukaan katalis, dengan XRD untuk menganalisa kristalinitas dan struktur katalis, dan transmission elektron mikroskopy (TEM) untuk mengukur diameter partikel dan distribusinya. Dari hasil karakterisasi fisik diketahui bahawa ceria yang disintesa adalah berbentuk kristal sama dengan ceria komersial dengan diameter kristal 9 nm, sedangkan diameter ceria komersial adalah 19 nm. Ukuran diameter partikel katalis Pt-CeO2/C and Pt-Rh-CeO2/C adalah sekitar 2-3.5 nm dan terdistribusi merata dengan sedikit agglomerasi. Dari hasil EDX diketahui bahwa semua elemen katalis terdeteksi. Karakterisasi elektrokimia dilakukan dengan normal cyclic voltammetry, chronoamperommetry, and cyclic voltammetry pada media asam dan basa. Karakterisasi elektrokimia dilakukan untuk menginvestigasi aktivitas katalis yang dinyatakan dengan arus faraday yang dihasilkan pada uji setengah sel. Uji DEMS dilakukan untuk investigasi aktivitas katalis dan selektivitas pembentukan CO2 yang telah dirakit dalam susunan fuel cell. Katalis PtCeO2/C dan PtRhCeO2/C yang disintesis dengan metoda koloid meningkatkan aktivitas dan selektivitas terhadap pembentukan CO2 pada elektrooksidasi ethanol yang mengarah kepada reaksi oksidasi total pada pengujian di direct ethanol fuel cell (DEFC). Penambahan rhodium (Rh) pada katalis Pt/C meningkatkan kemampuan untuk memutus ikatan C-C pada ethanol. Akan tetapi hasil pemutusan ikatan C-C tersebut tidak semua di konversi menjadi CO2 di sebabkan adsorpsi CO pada permukaan Rh yang kuat, sehingga peningkatan activitas dan selektivitas katalis tersebut tidak terlalu besar. Penambahan CeO2 pada katalis Pt/C meningkatkan kemampuan katalis untuk memutus ikatan C-C pada elektro-oksidasi ethanol, sekaligus meningkatkan kemampuan katalis untuk mengoksidasi lanjut CO intermediate product menjadi CO2. Peningkatan aktivitas dan selektivitas katalis tersebut disebabkan fungsi CeO2 sebagai pendonor oksigen kepada permukaan platina, sehingga dengan adanya oksigen yang cukup pada permukaan platina meningkatkan kemampuan memutus ikatan C-C dan meningkatkan kemampuan mengkonversi CO menjadi CO2. Penambahan Rh dan CeO2 secara bersama-sama meningkatkan activitas dan selektivitas katalis pada reaksi elektro-oksidasi ethanol. Peningkatan tersebut lebih besar dibandingkan jika hanya di tambah rhodium saja ataupun hanya ditambahkan CeO2 saja. Penambahan keduanya tersebut akan bersinergi sehingga meningkatkan aktivitas dan selektivitas katalis PtRhCeO2/C. Peningkatan aktivitas katalis yang disintesis (in-house) terhadap katalis referensi Pt/C pada potential 0,6 V dan suhu operasi 90oC adalah : 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 5.99%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 3.89%, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 19.6%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 26.3%. Peningkatan selektivitas katalis yang di sintesis (in-house) untuk pembentukan CO2 terhadap katalis referensi Pt/C pada potensial 0,6 V suhu operasi 90oC adalah: 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 20%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 19 %, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 27%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 24%.Direct oxidation fuel cells (DOFCs) have recently attracted major attention, as an alternative to hydrogen fuel cells, mainly due to easier fuel storage and handling. The organic liquids used for DOFCs are much simpler to handle than gaseous hydrogen and also in many cases do not require any new distribution infrastructure. Ethanol is one of the fuel candidates for direct oxidation fuel cell (DOFC). The advantages of ethanol are due to non toxicity, renewability and high energy density. Unfortunately, utilization of ethanol as fuel in direct ethanol fuel cell (DEFC) is still covered by main problem which is slow kinetic reaction due to difficult to break C-C bond in ethanol. In order to solve this main problem in ethanol electro-oxidation reaction (EOR) the research work is aimed to develop and investigate an anode catalyst base on carbon supported platinum catalyst for ethanol electro-oxidation in direct ethanol fuel cell (DEFC) which capable to promote in breaking C-C bond toward total oxidation reaction of ethanol. First specific objective of the research is to study the effect of Rhodium on carbon supported Pt catalysts to the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction. The second specific objective is to study the effect of CeO2 on carbon supported Pt catalysts to the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction. Moreover, the third specific objective of the research work is to study the effect of Rh and CeO2 addition on carbon supported Pt catalysts to the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction. The research methodology was comprised of activities: catalyst syntheses, physical characterization, electrochemical characterization, membrane electrode assembly (MEA), in-situ differential mass spectrometry and fuel cell test in single cell setup. CeO2 nano-size particle material was prepared by two step conventional precipitation (in-house CeO2) and for comparison purpose; we also used commercial CeO2 purchased from Johnson Mattews. Preparation of catalysts (Pt-CeO2/C, Pt-Rh/C and Pt-Rh-CeO2/C) was carried out by colloidal method using ethylene glycol reductant agent. All of catalysts synthesized with 20 weight percent of Pt loading. New developed catalysts then characterized by SEM-EDX to analyze the morphology of catalysts, X-ray diffraction (XRD) to analyze the crystallography, and transmission electron microscopy (TEM) to investigate the particle size and particle dispersion. Physical characterizations result indicated that in-house CeO2 was a crystallite as CeO2 commercial was with the particle size diameter of about 9 nm, meanwhile the particle size diameter of commercial CeO2 about 19 nm. Particle size diameter of Pt-CeO2/C and Pt-Rh-CeO2/C catalysts was about 2-3.5 nm and well dispersed with light agglomeration. Energy dispersive of X-Ray (EDX) analysis shows that all of element in the catalyst was detected. Electrochemical characterization was carried out by normal cyclic voltammetry, chronoamperommetry, and cyclic voltammetry in present of ethanol either in acid or alkaline medium. Electrochemical characterization is to investigate the activity of the catalyst correlated to the Faradaic current which obtained in half cell/model electrode. In-situ differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) was conducted to further investigate the activity and selectivity of ethanol electrooxidation over PtCeO2/C and PtRhCeO2/C in real fuel cell setup. New developed catalysts of PtCeO2/C and PtRhCeO2/C which was synthesized by colloidal method improved the activity and selectivity to CO2 product in ethanol electro-oxidation toward total oxidation reaction in direct ethanol fuel cell. Whereas, effect addition of rhodium in the catalyst was to improve capability in C-C bond breaking, while effect addition of CeO2 in the catalyst was to donor oxygen onto Pt surface to break C-C bond and to promote COads intermediate to the CO2 product on the surface of platinum. Addition of rhodium to the carbon supported Pt catalyst improved in C-C bond breaking in ethanol electro-oxidation. However, the result of C-C bond breaking was not converted to CO2 product totally, due to strongly adsorption of CO intermediate product on surface of PtRh. Therefore, it was only slightly increase of the activity and selectivity of ethanol electro-oxidation reaction (EOR) over PtRh/C compared to commercial Pt/C reference catalyst. Addition of CeO2 to the carbon supported catalyst improved the activity of catalysts in C-C bond breaking and improved the selectivity by promoted the oxidation of CO intermediate product to CO2 on Pt surface. The ceria effect was associated to the capabilities of ceria to provide oxygen on Pt surface that finally could improve activity and selectivity of the catalyst in ethanol oxidation reaction. Addition of Rh and CeO2 to the carbon supported catalyst improved the activity of catalysts in C-C bond breaking and improved the selectivity for CO2 formation. The improvements of activity and selectivity of the catalyst is due to a synergistic effect.In the real fuel cell, improvement of an activity in electrochemical cell measurement was also obtained by in-situ differential electrochemical mass spectrometry. Increase in activity over ceria modified catalyst also led to increase in selectivity for CO2 formation. Increasing in activity was indicated by increment of Faradaic current and the increasing selectivity of the catalysts to the CO2 formation was indicated by increment of the CO2 current efficiency. Both increasing of the activity and selectivity were occurred at low potential less than 0.6 V vs. RHE Increasing activity of ethanol oxidation over ceria modified Pt-based catalysts in comparison to reference catalyst (20% Pt/C ) at potential 0.6 V and temperature 90oC are: 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 5.99%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 3.89%, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 19.6%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 26.3%. The product of the ethanol oxidation reaction over Pt/C, PtCeO2/C, PtRh/C and PtRhCeO2/C which was investigated by in-situ DEMS were CO2, acetaldehyde, methane, ethane. Meanwhile, acetic acid was not detected by DEMS due to low volatility. CO2 current efficiency (CCE) was represented the selectivity to CO2 formation of ethanol oxidation. Increasing CCE over ceria modified Pt-based catalysts in comparison to reference catalyst (20% Pt/C ) at potential 0.6 V and temperature 90oC are: 20% PtCeO2/C (in-house CeO2): 20%, 20% PtCeO2/C (commercial CeO2): 19 %, 20% PtRhCeO2/C (in-house CeO2): 27%, 20% PtRhCeO2/C (Commercial CeO2): 24%."

"Disertasi ini membahas perilaku presipitasi CaCO3 dalam air sadah di bawah pengaruh medan magnet beserta aplikasinya dalam pengolahan air sadah dan pencegahan kerak. Penelitian ini merupakan eksperimen bersifat analitik kuantitatif dan disain konsep bersifat deskriptif. Hasil penelitian membuktikan bahwa magnetisasi air sadah mempengaruhi interaksi hidrat ion dan interaksi ion serta presipitasi CaCO3 baik pada sistem fluida statik maupun dinamik. Magnetisasi larutan CaCO3 dengan sistem fluida dinamik meningkatkan presipitasi CaCO3 dengan sifat deposit yang lebih mudah lepas dari dinding. Hasil tersebut dapat menjadi dasar bagi pengembangan sistem pengolahan air sadah dengan proses magnetisasi yang efektif dalam menurunkan kesadahan dan pencegahan kerak pada air sadah.CaCO3 precipitation mechanism in hard water under magnetic field and anti-scale magnetic water treatment were comprehensively disccused in this disertation. These are carried out quantitatively by experiment and descriptive conceptual-design research. Results showed that hard water magnetization influences hydrate-ion and inter-ionic interactions as well as CaCO3 precipitation occuring both in static and dynamic fluid systems. Magnetization of CaCO3 solution increases CaCO3 precipitation whose deposit formed is easily removed from wall. The results are expected to become scientific basis for the development of an effective anti-scale magnetic water treatment to reduce the hardness and prevent the scale formation in hard water."