Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
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%

Abstrak :
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%.

Abstrak :

Biodiesel adalah bahan bakar nabati cair yang memiliki karakteristik menyerupai minyak solar dan dapat diperoleh dari bahan baku organik sehingga sifatnya sustainable dan ramah lingkungan. Indonesia memproduksi biodiesel dari Crude Palm Oil (CPO) sejak 2006, namun terdapat permasalahan yaitu keterbatasan lahan, terganggunya ketahanan pangan dan komoditas perdagangan ekspor CPO, selain itu produksi biodiesel di Indonesia belum memiliki tata kelola yang baik serta kurangnya kebijakan yang mendorong pengembangan biodiesel sehingga target pemanfaatan biodiesel tidak tercapai.

Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu model sistem dinamis produksi biodiesel di Indonesia yang mengintegrasikan berbagai variabel, seperti bahan baku, lahan, produktivitas, ekspor CPO dan kebijakan, dilakukan dengan metode pemodelan sistem dinamis menggunakan piranti lunak STELLA. Model yang dihasilkan dapat membantu pencapaian target mandatori pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (BBN) di Indonesia pada tahun 2025 serta kemandirian energi dengan penghapusan impor minyak solar di Indonesia melalui simulasi skenario yang dapat digunakan untuk mengajukan rekomendasi kebijakan kepada pemerintah.

Telah dihasilkan Indonesia Biodiesel Production Model (IBPM) yang memfokuskan pada peningkatan produksi biodiesel. Hasil simulasi pada model menunjukkan bahwa untuk pemenuhan target mandatori 30% biodiesel (B30) pada 2025, dibutuhkan pertumbuhan lahan 5,3%/tahun pada Perkebunan Rakyat (PR), 1,001%/tahun pada Perkebunan Besar Negara (PBN) dan 5,78%/tahun pada Perkebunan Besar Swasta (PBS) dengan kenaikan produktivitas lahan rata-rata secara bertahap hingga 14,75 Ton/Ha serta penurunan ekspor refined CPO hingga 43,05% pada tahun 2025. Sementara untuk penghapusan impor minyak solar, dibutuhkan kenaikan lahan 5,78%/tahun untuk PR, 1,0092%/tahun untuk PBN dan 6,38%/tahun untuk PBS dengan produktivitas yang naik secara bertahap hingga mencapai 14,75 Ton/Ha dan pembatasan ekspor refined CPO hanya sebesar 25,17% pada tahun 2025, nilai variabel input ini akan menghasilkan persentasi blending biodiesel sebesar 60% (B60) pada tahun 2025. Sementara itu kemungkinan penggantian minyak solar dengan biodiesel B100 belum dapat dilakukan karena dampak yang besar terhadap ekspor CPO dan hilangnya insentif biodiesel.

Beberapa rekomendasi kebijakan yang dapat diusulkan di antaranya pemberian izin penggunaan lahan terabaikan, insentif atau pinjaman untuk perluasan lahan, kemudahan perizinan lahan, subsidi bibit unggul dan pupuk serta perbaikan sistem irigasi untuk lahan kelapa sawit dan pembatasan ekspor refined CPO yang merupakan variabel yang paling memengaruhi peningkatan produksi biodiesel di Indonesia.

---

Biodiesel is a liqud biofuel that has similar characteristic with diesel oil. Biodiesel is produced from organic materials, thus it is sustainable and enviromental friendly. Indonesia has been producing biodiesel from Crude Palm Oil (CPO) since 2006, but there are some issues regarding biodiesel utilization, such as land limitation, food security and CPO export commodity threats. In addition, good management of biodiesel development in Indonesia has not achieved and the lack of supported biodiesel policies are behind the reasons why biodiesel mandate has not been reached in the last few years.

The research aims to build a system dynamics model of biodiesel production in Indonesia, which integrated all the variabels, such as feedstock, land, productivity, CPO export and policies using system dynamics modeling with STELLA software. The model will help to reach the biofuel utilization mandate in 2025 and to gain energy security in terms of elimination diesel oil import, through simulation of policies recommendation scenarios.

Indonesia Biodiesel Production Model (IBPM) has been developed, which focus on increasing of biodiesel production in Indonesia. The simulation shows, to achieve biodiesel mandate of 30% biodiesel in 2025 (B30), cultivation lands need to be increased, as 5,3%/year of small holding land, 1,001%/year of state owned land and 5,39%/year of private owned land. It is also needed to gradually increase land productivity to 14,75 Ton//Ha and decrease refined CPO export to 43,05% in 2025. Whereas to eliminate diesel oil import, land growth rate of small holding, state owned and private owned land are 5,78%/year, 1,0092%/year and 6,38%./year, respectively. Land productivity should be increased gradually to 14,75 Ton/Ha and export of refined CPO must be limited to maximum 25,17% in 2025. These adjusted variables will result biodiesel blending of 60% (B60) in 2025. Meanwhile the option to exchange diesel oil with biodiesel B100 will not be possible, since it will have a great impact on CPO export levy and biodiesel incentives.

There are some policies recommendation according to the simulated scenarios, such as acquiescence to use the abandoned agricultural land, incentive or loan to land expanding, simplicity on land licensing, subvention of quality seeds and fertilizers, improvement of palm oil irigation system and export limitation of refined CPO as the most influenced variable to increase biodiesel production in Indonesia.

Abstrak :
ABSTRAK
Studi tentang ketahanan energi energy security menjadi topik yang terus berkembang di kalangan peneliti energi, terlebih situasi produksi minyak terus menurun, kapasitas kilang minyak yang terbatas, tingkat diversifikasi energi yang rendah, secara kualitatif menunjukkan, bahwa Indonesia sedang mengalami situasi yang kurang baik dalam definisi ketahanan energi. Seberapa rendahnya tingkat ketahanan energi tersebut, maka perlu dilakukan pengukuran secara kuantitatif. Sejak tahun 2013 sektor transportasi menjadi konsumen terbesar energi final di Indonesia. Tingginya konsumsi energi sektor transportasi menjadi perhatian tersendiri karena dampak perubahannya mampu mempengaruhi tingkat ketahanan energi nasional. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pengaruh dari perlakuan kebijakan di sektor transportasi terhadap ketahanan energi. Penelitian ini mengukur ketahanan energi menggunakan 14 indikator dan dikelompokkan ke dalam masing-masing dimensinya diantaranya, yaitu availability, affordability, accessibility, acceptability dan efficiency. Analisis energy security dilakukan dengan metode normalisasi min-max, aggregasi dan pembobotan menggunakan principal component analysis PCA untuk mengatasi masalah subjektivitas dalam penentuan bobot indikator. Hasil menunjukkan, bahwa dampak peningkatan ketahanan energi terjadi pada skenario transportasi massal dan skenario teknologi kendaraan, sedangkan skenario pajak bahan bakar memberikan efek negatif terhadap peningkatan ketahanan energi. Peningkatan ketahanan energi terbesar ditunjukkan oleh skenario teknologi kendaraan untuk kasus PHEV pada rentang tahun 2030 ndash; 2040, namun mengalami penurunan sampai dengan akhir tahun proyeksi yang disebabkan karena faktor emisi pembangkit listrik nasional yang masih relatif tinggi, sehingga penetrasi kendaraan berbasis listrik justru akan meningkatkan jumlah emisi CO2.

---

ABSTRACT
The study of energy security has become an emerging topic among energy researchers. The decline of oil production, the limited capacity of refineries, the low level of energy diversification, qualitatively shows that Indonesia is experiencing an unfavorable situation in the definition of energy security. therefore, it is necessary to measure energy security quantitatively. Since 2013, the transportation sector has become the largest consumer of final energy in Indonesia. The high energy consumption of the transportation sector is being a particular concern due to the impact to the energy security. Therefore, the aim of this study is to analyze the effects of transport sector policy on the energy security. This study measures the energy security using 14 indicators and grouped into each dimension such as availability, affordability, accessibility, acceptability, and efficiency. Energy security analyzed by min max normalization method and using principal component analysis PCA to overcome the problem of subjectivity in determining the indicator weight. The results show that the scenario of mass transportation and vehicle technology bring an increase in the energy security, while fuel tax scenario has a negative effect on energy security. The greatest increase in energy security is showed by vehicle technology scenarios for the PHEV case during 2030 2040. However, the increase is fall until 2050 due to relatively high of power emission factor, therefore penetration of electric based vehicles will actually increase the number of emissions CO2.

Abstrak :
Panas bumi sangat penting bagi pengembangan sistem energi berkelanjutan di Indonesia. Negara ini memiliki keistimewaan berupa potensi cadangan panas bumi setara dengan 29 Gigawatt-listrik. Namun, memanen potensi sebesar itu bukanlah sesuatu yang mudah, karena proyek panas bumi bersifat padat modal, kompleks, dan peka terhadap ketidakpastian dan risiko—akibatnya, proyek panas bumi menjadi investasi yang kurang menarik. Selain itu, karena ketidakpastian yang mendalam, keputusan-keputusan sulit seringkali harus dibuat berkenaan dengan kelanjutan proyek panas bumi karena alasan keuangan. Langkah-langkah tata kelola tambahan, seperti pembiayaan berkelanjutan, diperlukan untuk memastikan kelangsungan proyek dalam jangka panjang. Dalam rangka berkontribusi mengatasi masalah tersebut, penelitian ini bertujuan mengembangkan sebuah model pembiayaan berkelanjutan bagi proyek panas bumi di Indonesia. Dalam penelitian ini, pembiayaan berkelanjutan diartikan sebagai skema pembiayaan yang atraktif dan robust—mampu memberikan kinerja finansial jangka panjang yang memuaskan secara konsisten pada berbagai skenario perubahan yang disebabkan oleh ketidakpastian dan risiko. Untuk keperluan tersebut, penelitian ini menggunakan pendekatan Analisis Kebijakan dan Analisis Keuangan yang dikombinasikan dengan metode Exploratory Modelling and Analysis (EMA). Secara khusus, penelitian ini menerapkan Exploratory System Dynamics Modelling and Analysis (ESDMA) sebagai paduan pemodelan Sistem Dinamis (System Dynamics) dan EMA, serta memperkenalkan penggunaan Exploratory Financial Modelling and Analysis (EFMA) sebagai kombinasi pemodelan finansial dengan Discounted Cash Flow (DCF) dan EMA. ESDMA digunakan untuk menganalisis kompleksitas proyek panas bumi dan mengeksplorasi alternatif kebijakan pembiayaan yang efektif dan kokoh atau robust di bawah kondisi ketidakpastian mendalam; sedangkan EFMA diterapkan untuk menganalisis kinerja keuangan proyek dan mengeksplorasi skema pembiayaan yang menarik dan kokoh atau robust di bawah kondisi ketidakpastian mendalam. Selanjutnya, luaran dari simulasi ESDMA dan EFMA diselaraskan untuk menghasilkan rumusan model pembiayaan berkelanjutan beserta alternatif strategi penerapannya untuk proyek panas bumi di Indonesia. Sebagai hasil penelitian, model pembiayaan yang diusulkan merupakan kombinasi feed-in tariff (FIT) dengan program derisking pemboran sumur eksplorasi. Kedua program ini harus berdampingan agar tingkat keekonomian tetap atraktif dan robust. Selain itu diperlukan mekanisme kordinasi kelembagaan yang tersentralisasi agar model ini dapat diimplementasikan. ......Geothermal is vital for sustainable energy systems development in Indonesia. The country is privileged with estimated geothermal reserves equivalent to 29 Gigawatt- electric. However, harvesting such massive potential is precarious since geothermal projects are capital intensive, complex, and sensitive to uncertainty and risk—thus, the projects become a less attractive investment. Moreover, due to deep uncertainties, difficult decisions often have to be made regarding geothermal projects (dis)continuation for financial reasons. Additional governance measures, such as sustainable financing, are required to ensure the viability of the projects in the long run. As a contribution to address the concern above, this study aims to develop a sustainable financing model for geothermal projects in Indonesia. Herein, a sustainable financing model is defined as an alternative financing scheme that is attractive and robust—able to provide a consistently satisfying long-term financial performance in various scenarios of change due to uncertainty and risk. For this purpose, the study combines Policy Analysis and Financial Analysis approaches with Exploratory Modelling and Analysis (EMA). More specifically, the study employs Exploratory System Dynamics Modelling and Analysis (ESDMA) as a combination of System Dynamics modelling and EMA; and introduces the use of Exploratory Financial Modelling and Analysis (EFMA) as an integration of financial modelling with Discounted Cash Flow (DCF) and EMA. ESDMA is used to analyze the complexity of geothermal projects and to explore robust financing policies under deep uncertainty; while EFMA is used to analyze the project's financial performance and to explore attractive and robust financing schemes under deep uncertainty. Aligning the results from ESDMA and EFMA, a sustainable financing model for geothermal projects and its alternative implementation strategies are formulated. As a result, the proposed financing model is a combination of Feed In Tariff (FIT) with an exploration well drilling program that eliminates risk. These two programs must coexist so that the economic level remains attractive and robust. In addition, a centralized institutional coordination mechanism is needed so that this model can be implemented.

Abstrak :
Komersialisasi Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) hingga kini masih menyisakan beberapa parameter sebagai pekerjaan rumah sehingga masih terus dilakukan investigasi, terutama yang terkait dengan penurunan harga, life time, scale-up dan peningkatan aktivitas katalitik. Dalam rangka memecahkan kedua permasalahan tersebut, penelitian ini dilakukan dengan tujuan turut berkontribusi dalam pengembangan katalis berbasis paduan platina ( Pt ) berpenyangga karbon aktif ( C ) untuk reduksi oksigen ( O2 ) dengan laju reaksi yang tinggi pada sisi katoda. Tujuan khusus pertama pada penelitian ini adalah melakukan studi pengaruh penambahan NaOH pada pembentukan katalis nanokristalin dari paduan Pt-Ni yang terdistribusi dengan baik pada penyangga C, dengan dispersi yang tinggi dan loading Pt maksimal. Tujuan khusus yang kedua adalah melakukan studi pengaruh rasio atomik Pt pada dispersi permukaan dan aktivitas katalitik dari katalis nanokristalin Pt-Ni. Metode penelitian diawali dengan pembuatan katalis Pt-Ni/C, yang kemudian dilanjutkan dengan melakukan karakterisasi fisik dan uji aktivitas katalitik. Katalis Pt-Ni/C dibuat dengan menggunakan metode polyol yang terdiri atas tiga tahapan, yaitu: tahapan dispersi larutan precursor (material awal), tahapan reduksi dan yang terakhir adalah tahapan untuk menghasilkan serbuk katalis. Pt/C komersial buatan E-TEK dipakai sebagai pembanding pada penelitian ini. Ethylene glycol (EG) dipergunakan sebagai pelarut sekaligus agen reduksi dengan loading Pt-Ni sebesar 30 %-b. Sampel katalis kemudian dikarakterisasi menggunakan X-ray diffraction (XRD) untuk mengetahui struktur kristalin dan ukuran kristalit; menggunakan scanning electron microscopy dan energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) untuk mengetahui morfologi dan komposisi elemen; serta menggunakan khemisorpsi hidrogen untuk mengetahui dispersi platina pada permukaan katalis. Uji setengah sel dilakukan dengan menggunakan cyclic voltametry (CV) pada media HClO4 untuk mengetahui aktivitas katalitik (mass activity/MA dan specific activity/SA). Aktivitas katalis Pt-Ni berpenyangga karbon terhadap reaksi reduksi oksigen (Oxygen Reduction Reaction/ORR) diuji pada potensial 900 mV vs RHE dengan 1M HClO4 dan laju pemindaian sebesar 5 mV s-1 dan temperatur 25°C. Hasil analisis ketiga parameter tersebut memperlihatkan adanya hubungan antara kemampuan permukaan paduan Pt-Ni sebagai site aktif dengan adsorpsi oksigen (O2). Pola difraksi kristalit berubah sejalan dengan dilakukannya variasi pada volume NaOH. Pola XRD dari sampel PtNi11-5 menunjukkan struktur kubik berpusat sisi (face center cubic/fcc) disorder dengan ukuran partikel sekitar 5 nm. Hasil analisis EDX terhadap sampel tersebut juga memperlihatkan bahwa komposisi Pt-Ni pada karbon adalah 29%, sementara adsorpsi hidrogen pada atom Pt yang ditunjukkan diatas permukaan nanokatalis juga 29%. Parameter struktur kristalin, ukuran partikel serta dispersi Pt di permukaan dan loading Pt pada sampel PtNi11-5, menunjukkan kondisi reaksi yang memadai untuk dipergunakan dalam penelitian lebih lanjut. Telah dibuat 3 (tiga) sampel nanokristalin paduan Pt-Ni/C dengan berbagai rasio atomik yang sama persis kondisinya seperti kepunyaan sampel PtNi11-5. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa semua sampel yang dipersiapkan dengan berbagai rasio atomik memperlihatkan struktur kristalin fcc dan memiliki parameter kisi yang lebih kecil dibandingkan dengan katalis Pt murni serta mempunyai ukuran partikel katalis berkisar antara 4,3-6,3 nm. Paduan Pt-Ni/C akan menjadi order ketika dilakukan proses pemanasan sehingga ukuran kristal untuk sampel PtNI11-5 membesar dari 5,7 nm menjadi 7,1 nm. Dari voltamogram siklik hasil karakterisasi pada lingkungan N2 menunjukkan bahwa nilai rentang luas permukaan elektrokimia (ESA) aktif dari sampel nanokatalis Pt-Ni/C yang dibuat berkisar antara 37-156 cm2/mgPt, Mass Activity (MA) nya antara , 61?8.42 mA/mgPt dan Specific Activity (SA) nya antara 49-99 ?A/cm2. Sementara itu, dengan cara yang sama seperti perlakuan pada sampel dilakukan pula pengukuran ESA, MA dan SA terhadap Pt/C E-TEK komersial dan mendapatkan hasil 161 cm2/mgPt, 4,77 mA/mgPt, dan 30 ?A/cm2. Hubungan antara luas permukaan elektrokimia (ESA) dengan struktur mikroskopis permukaan logam telah memainkan peran penting dalam laju kinetika. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel PtNi11-5 memberikan SA tiga kali lebih tinggi bila dibandingkan dengan katalis komersial Pt/C E-TEK, meskipun MA nya masih sedikit lebih rendah. Hasil penelitian ini memberikan kontribusi nyata terhadap penurunan harga bahan elektro-katalis yang dipakai pada katoda PEMFC melalui pengurangan loading Pt setengahnya dengan SA tiga kali lebih besar. ...... The commercialization of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) are still leaving some parameters as homework, hence investigations on the subject are still underway, especially on those associated with reduced prices, life time, scale-up and increased catalytic activity. In order to solve both problems, this Dissertation research was conducted with the aim at developing a platinum (Pt) alloy-based catalyst supported by activated carbon (C) for the reduction of oxygen (O2) with a high rate of reaction on the cathode side. The first specific objective of this research is to study the effect of the addition of NaOH to the formation of nanocrystalline catalyst from the Pt-Ni alloys that have been well-distributed on the C supporter, with high dispersion and maximum Pt loading. The second specific objective is to study the influence of atomic ratio of Pt on the surface dispersion and on the catalytic activity of the Pt-Ni nanocrystalline catalyst. The research method was initiated with the fabrication of Pt-Ni/C catalysts, which was followed by the physical characterization and catalytic activity tests. The Pt-Ni/C catalyst was prepared by using the polyol method which consists of three stages: the stage of precursor solution dispersion (initial material), the reduction stage, and the final stage was the one that produced the powder catalysts. Commercial Pt/C E-TEK was used as comparison sample in this study. Ethylene glycol (EG) is used as solvent as well as reduction agent with Pt-Ni loading of 30%-wt. The prepared catalyst sample was then characterized by using X-ray diffraction (XRD) to determine the crystalline structure and crystallite size, by using scanning electron microscopy-and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) analysis to determine the morphology and composition of elements; and by using hydrogen chemisorptions to find out about the platinum dispersion on the catalyst surface. Tests on half cell was carried out by using cyclic voltametry (CV) on the HClO4 medium to find out about the catalytic activities that consist of mass activity/MA and specific activity/SA. The catalytic activity (mass activity / MA and the specific activity / SA) of the carbon-supported Pt-Ni catalyst against the oxygen reduction reaction was tested by cyclic voltammetry (CV) at 900 mV vs. RHE with 1M HClO4 solution, the scan rate of 5 mV/s and temperature of 25°C. The analysis results of the three above parameters showed a link between the ability of the surface of the Pt-Ni alloy as an active site with the adsorption of oxygen (O2). The results show that the diffraction pattern of the crystallites changes when the content of NaOH varies. The XRD patterns of the PtNi11-5 samples show disorder structure of face cubic centre (fcc) with particle size of around 5 nm. The result of EDX analysis against the sample also shows that the Pt-Ni compositions on carbon around 29 %-wt, whereas hydrogen adsorption on Pt atom that is shown on the PtNi11-5 nanoparticle surface is also approximately 29%. The crystalline structure, particle size, Pt loading and dispersion parameters of PtNi11-5 sample, show sufficient reaction conditions to be used in further research. Three samples of the nanocrystalline Pt-Ni/C alloy with atomic with varied atomic ratios that are exactly similar to the condition of PtNi11-5 sample were made. The XRD analysis results show that the all samples that have been prepared with various atomic ratios show disordered structures fcc with particle size that is smaller compared to pure Pt catalyst and have catalyst particle sizes of from 4.3 to 6.3 nm. The Pt-Ni/C alloys will become orderly when heating processes are applied; the result is that the particle size in the PtNi11-5 sample agglomerates from 5.7 nm to 7.1 nm. The lattices parameter of the above samples is smaller than that of Pt/C catalyst. The cyclic voltamogram as a result of characterization on N2 area indicates that the active electrochemical surface area (ESA) of the prepared Pt-Ni/C nanocatalyst sample ranged from 37 - 156 cm2/mgPt, of which the Mass Activity (MA) was between 3.61?8.42 mA/mgPt, and the Specific Activity (SA) was between 49-99 ?A/cm2. While, in the same way that has been carried out on the sample, ESA, MA and SA measurements were also carried out on the commercial Pt / C E-TEK sample, of which the results were 161 cm2/mgPt, 4.77 mA/mgPt, and 30 ?A/cm2. The relationship between the electrochemical surface area (ESA) with the microscopic structure of the metal surface, and Pt loading has played an important role in the kinetics rate. The result shows that the PtNi11-5 sample provides SA that is three times higher in comparison to that of the commercial Pt/C E-TEK catalyst, although the MA is still slightly lower. The result of this research has given a real contribution in reducing the price of electro-catalyst on PEMVC cathode through the reduction of Pt loading by half while the SA value is three times larger than that of the commercial Pt/C E-TEK.

Abstrak :
Komersialisasi Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) hingga kini masih menyisakan beberapa parameter sebagai pekerjaan rumah sehingga masih terus dilakukan investigasi, terutama yang terkait dengan penurunan harga, life time, scaleup dan peningkatan aktivitas katalitik. Dalam rangka memecahkan kedua permasalahan tersebut, penelitian ini dilakukan dengan tujuan turut berkontribusi dalam pengembangan katalis berbasis paduan platina ( Pt ) berpenyangga karbon aktif ( C ) untuk reduksi oksigen ( O2 ) dengan laju reaksi yang tinggi pada sisi katoda. Tujuan khusus pertama pada penelitian ini adalah melakukan studi pengaruh penambahan NaOH pada pembentukan katalis nanokristalin dari paduan Pt-Ni yang terdistribusi dengan baik pada penyangga C, dengan dispersi yang tinggi dan loading Pt maksimal. Tujuan khusus yang kedua adalah melakukan studi pengaruh rasio atomik Pt pada dispersi permukaan dan aktivitas katalitik dari katalis nanokristalin Pt-Ni. Metode penelitian diawali dengan pembuatan katalis Pt-Ni/C, yang kemudian dilanjutkan dengan melakukan karakterisasi fisik dan uji aktivitas katalitik. Katalis Pt-Ni/C dibuat dengan menggunakan metode polyol yang terdiri atas tiga tahapan, yaitu: tahapan dispersi larutan precursor (material awal), tahapan reduksi dan yang terakhir adalah tahapan untuk menghasilkan serbuk katalis. Pt/C komersial buatan E-TEK dipakai sebagai pembanding pada penelitian ini. Ethylene glycol (EG) dipergunakan sebagai pelarut sekaligus agen reduksi dengan loading Pt-Ni sebesar 30 %-b. Sampel katalis kemudian dikarakterisasi menggunakan X-ray diffraction (XRD) untuk mengetahui struktur kristalin dan ukuran kristalit; menggunakan scanning electron microscopy dan energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) untuk mengetahui morfologi dan komposisi elemen; serta menggunakan khemisorpsi hidrogen untuk mengetahui dispersi platina pada permukaan katalis. Uji setengah sel dilakukan dengan menggunakan cyclic voltametry (CV) pada media HClO4 untuk mengetahui aktivitas katalitik (mass activity/MA dan specific activity/SA). Aktivitas katalis Pt-Ni berpenyangga karbon terhadap reaksi reduksi oksigen (Oxygen Reduction Reaction/ORR) diuji pada potensial 900 mV vs RHE dengan 1M HClO4 dan laju pemindaian sebesar 5 mV s-1 dan temperatur 25oC . Hasil analisis ketiga parameter tersebut memperlihatkan adanya hubungan antara kemampuan permukaan paduan Pt-Ni sebagai site aktif dengan adsorpsi oksigen (O2). Pola difraksi kristalit berubah sejalan dengan dilakukannya variasi pada volume NaOH. Pola XRD dari sampel PtNi11-5 menunjukkan struktur kubik berpusat sisi (face center cubic/fcc) disorder dengan ukuran partikel sekitar 5 nm. Hasil analisis EDX terhadap sampel tersebut juga memperlihatkan bahwa komposisi Pt-Ni pada karbon adalah 29%, sementara adsorpsi hidrogen pada atom Pt yang ditunjukkan diatas permukaan nanokatalis juga 29%. Parameter struktur kristalin, ukuran partikel serta dispersi Pt di permukaan dan loading Pt pada sampel PtNi11-5, menunjukkan kondisi reaksi yang memadai untuk dipergunakan dalam penelitian lebih lanjut. Telah dibuat 3 (tiga) sampel nanokristalin paduan Pt-Ni/C dengan berbagai rasio atomik yang sama persis kondisinya seperti kepunyaan sampel PtNi11-5. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa semua sampel yang dipersiapkan dengan berbagai rasio atomik memperlihatkan struktur kristalin fcc dan memiliki parameter kisi yang lebih kecil dibandingkan dengan katalis Pt murni serta mempunyai ukuran partikel katalis berkisar antara 4,3-6,3 nm. Paduan Pt-Ni/C akan menjadi order ketika dilakukan proses pemanasan sehingga ukuran kristal untuk sampel PtNI11-5 membesar dari 5,7 nm menjadi 7,1 nm. Dari voltamogram siklik hasil karakterisasi pada lingkungan N2 menunjukkan bahwa nilai rentang luas permukaan elektrokimia (ESA) aktif dari sampel nanokatalis Pt-Ni/C yang dibuat berkisar antara 37-156 cm2/mgPt, Mass Activity (MA) nya antara 3,61?8.42 mA/mgPt dan Specific Activity (SA) nya antara 49-99 µA/cm2. Sementara itu, dengan cara yang sama seperti perlakuan pada sampel dilakukan pula pengukuran ESA, MA dan SA terhadap Pt/C E-TEK komersial dan mendapatkan hasil 161 cm2/mgPt, 4,77 mA/mgPt, dan 30 µA/cm2. Hubungan antara luas permukaan elektrokimia (ESA) dengan struktur mikroskopis permukaan logam telah memainkan peran penting dalam laju kinetika. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel PtNi11-5 memberikan SA tiga kali lebih tinggi bila dibandingkan dengan katalis komersial Pt/C E-TEK, meskipun MA nya masih sedikit lebih rendah. Hasil penelitian ini memberikan kontribusi nyata terhadap penurunan harga bahan elektro-katalis yang dipakai pada katoda PEMFC melalui pengurangan loading Pt setengahnya dengan SA tiga kali lebih besar. ...... The commercialization of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) are still leaving some parameters as homework, hence investigations on the subject are still underway, especially on those associated with reduced prices, life time, scale-up and increased catalytic activity. In order to solve both problems, this Dissertation research was conducted with the aim at developing a platinum (Pt) alloy-based catalyst supported by activated carbon (C) for the reduction of oxygen (O2) with a high rate of reaction on the cathode side. The first specific objective of this research is to study the effect of the addition of NaOH to the formation of nanocrystalline catalyst from the Pt-Ni alloys that have been well-distributed on the C supporter, with high dispersion and maximum Pt loading. The second specific objective is to study the influence of atomic ratio of Pt on the surface dispersion and on the catalytic activity of the Pt-Ni nanocrystalline catalyst. The research method was initiated with the fabrication of Pt-Ni/C catalysts, which was followed by the physical characterization and catalytic activity tests. The Pt-Ni/C catalyst was prepared by using the polyol method which consists of three stages: the stage of precursor solution dispersion (initial material), the reduction stage, and the final stage was the one that produced the powder catalysts. Commercial Pt/C E-TEK was used as comparison sample in this study. Ethylene glycol (EG) is used as solvent as well as reduction agent with Pt-Ni loading of 30%-wt. The prepared catalyst sample was then characterized by using X-ray diffraction (XRD) to determine the crystalline structure and crystallite size, by using scanning electron microscopy-and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX) analysis to determine the morphology and composition of elements; and by using hydrogen chemisorptions to find out about the platinum dispersion on the catalyst surface. Tests on half cell was carried out by using cyclic voltametry (CV) on the HClO4 medium to find out about the catalytic activities that consist of mass activity/MA and specific activity/SA. The catalytic activity (mass activity / MA and the specific activity / SA) of the carbonsupported Pt-Ni catalyst against the oxygen reduction reaction was tested by cyclic voltammetry (CV) at 900 mV vs. RHE with 1M HClO4 solution, the scan rate of 5 mV/s and temperature of 25oC. The analysis results of the three above parameters showed a link between the ability of the surface of the Pt-Ni alloy as an active site with the adsorption of oxygen (O2). The results show that the diffraction pattern of the crystallites changes when the content of NaOH varies. The XRD patterns of the PtNi11-5 samples show disorder structure of face cubic centre (fcc) with particle size of around 5 nm. The result of EDX analysis against the sample also shows that the Pt-Ni compositions on carbon around 29 %-wt, whereas hydrogen adsorption on Pt atom that is shown on the PtNi11-5 nanoparticle surface is also approximately 29%. The crystalline structure, particle size, Pt loading and dispersion parameters of PtNi11-5 sample, show sufficient reaction conditions to be used in further research. Three samples of the nanocrystalline Pt-Ni/C alloy with atomic with varied atomic ratios that are exactly similar to the condition of PtNi11-5 sample were made. The XRD analysis results show that the all samples that have been prepared with various atomic ratios show disordered structures fcc with particle size that is smaller compared to pure Pt catalyst and have catalyst particle sizes of from 4.3 to 6.3 nm. The Pt-Ni/C alloys will become orderly when heating processes are applied; the result is that the particle size in the PtNi11-5 sample agglomerates from 5.7 nm to 7.1 nm. The lattices parameter of the above samples is smaller than that of Pt/C catalyst. The cyclic voltamogram as a result of characterization on N2 area indicates that the active electrochemical surface area (ESA) of the prepared Pt-Ni/C nanocatalyst sample ranged from 37 - 156 cm2/mgPt, of which the Mass Activity (MA) was between 3.61?8.42 mA/mgPt, and the Specific Activity (SA) was between 49-99 µA/cm2. While, in the same way that has been carried out on the sample, ESA, MA and SA measurements were also carried out on the commercial Pt / C E-TEK sample, of which the results were 161 cm2/mgPt, 4.77 mA/mgPt, and 30 µA/cm2. The relationship between the electrochemical surface area (ESA) with the microscopic structure of the metal surface, and Pt loading has played an important role in the kinetics rate. The result shows that the PtNi11-5 sample provides SA that is three times higher in comparison to that of the commercial Pt/C E-TEK catalyst, although the MA is still slightly lower. The result of this research has given a real contribution in reducing the price of electro-catalyst on PEMVC cathode through the reduction of Pt loading by half while the SA value is three times larger than that of the commercial Pt/C E-TEK.