Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Hidrogen merupakan salah satu alternatif potensial untuk memenuhi besarnya kebutuhan energi di masa mendatang. Penelitian dan pengembangan hidrogen didorong oleh tingginya densitas energi per satuan berat (densitas energi gravimetrik) sebesar 140 MJ kg-1, di mana nilai tersebut 2,8 kali lipat lebih tinggi dibandingkan bahan bakar hidrokarbon. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk memproduksi hidrogen dengan energi terbarukan yaitu melalui pemecahan air fotoelektrokimia. Pada penelitian ini, heterostruktur ZnO nanorods (ZR) dan MoS2 nanosheets difabrikasi dengan metode spincoat untuk mendapatkan heterostruktur ZRM. Dari kurva densitas fotoarus vs. potensial (J-V curve), diperoleh hasil jika pembentukan heterostruktur menghasilkan densitas fotoarus sebesar 0,60 mA cm-2 pada 1,23 V vs. RHE, dua kali lipat lebih tinggi dibandingkan ZR (0,30 mA cm-2). Selain itu, efisiensi applied bias photon-to-current (ABPE) pada ZRM menunjukkan peningkatan hingga 0,91% dibandingkan ZR (0,18%). Peningkatan kinerja tersebut berasal dari penurunan celah pita dan peningkatan pemisahan muatan. Untuk memperoleh hasil yang maksimum, jumlah spincoat divariasikan. Diperoleh kinerja dan efisiensi tertinggi dengan jumlah spincoat sebanyak tiga kali. Hasil dari penelitian ini menunjukkan jika pembentukan heterostruktur ZRM dapat menghasilkan densitas fotoarus dan efisiensi yang cukup tinggi.

---

Hydrogen is one of the potential alternatives to fulfil the enormous energy demands in the future. Hydrogen research and development is driven by its high-energy-density per unit weight (gravimetric energy density) of 140 mJ kg-1, which is 2.8 times higher than hydrocarbon-based fuels. One of prominent methods of generating hydrogen using renewable energy is through photoelectrochemical water splitting. In this study, the heterostructures of ZnO nanorods (ZR) and MoS2 nanosheets were fabricated using the spincoat method to form ZRM heterostructure. From the photocurrent density vs. potential curve (J-V curve), the heterostructure formation resulted in a photocurrent density of 0.60 mA cm-2 at 1.23 V vs. RHE, twice higher than ZR (0.30 mA cm-2). In addition, the applied bias photon-to-current efficiency (ABPE) on ZRM showed up to 0.91% compared to ZR (0.18%). The increase in performance came from the band gap reduction and charge separation enhancement. To obtain the maximum performance, the number of spincoat was varied. We found that the maximum performance and efficiency was yielded by thrice spincoat. The results show that the heterostructure formation of ZRM can produce high photocurrent density and efficiency."

"

Penelitian ini membahas pemanfaatan Titanium Dioxide Nanorods (TNRs) yang disintesis melalui metode hidrotermal, sebagai fotoanoda dalam pemecah air fotoelektrokimia yang dimodifikasi melalui reduksi elektrokimia untuk meningkatkan kinerjanya. TiO₂ dikenal memiliki stabilitas kimia yang tinggi, mudah dibuat, dan biaya produksi yang relatif rendah. Namun, karena celah pita yang cukup lebar dan rekombinasi cepat dari pembawa muatan terfotogenerasi, kondisi ini menyebabkan efisiensi pemisahan muatan yang tidak efektif dan penyerapan cahaya yang tidak optimal, sehingga membatasi efisiensi kinerjanya dalam pemecahan air fotoelektrokimia. Melalui proses reduksi elektrokimia, kekosongan oksigen terbentuk ketika Ti⁴⁺ direduksi menjadi Ti³⁺ didalam struktur TiO₂, yang berguna untuk meningkatkan efisiensi pemisahan muatan dan mengurangi rekombinasi elektron dan hole. Hasil karakterisasi menunjukan, TNRs yang terbentuk memliki fasa TiO₂ rutile dan tidak terjadi perubahan fasa setelah diberikan perlakuan reduksi elektrokimia, namun perlakuan tersebut menyebabkan perubahan morfologi yang menunjukkan penipisan. Penipisan ini dapat meningkatan sedikit penyerapan cahaya dan perubahan celah pita dari 3,02 eV menjadi 3,00 eV. Pengujian fotoelektrokimia menunjukkan hasil, bahwa perlakuan dari reduksi elektrokimia memiliki pengaruh pada sifat konduktivitas, dimana konduktivitas material menjadi jauh lebih baik dengan bentuk grafik Cyclic Voltammetry (CV) menyerupai persegi panjang. Peningkatan konduktivitas tersebut didukung juga oleh penurunan hambatan Rct dari 2812 Ω menjadi 1396 Ω. Sehingga, dihasilkan rapat arus tertinggi sebesar 0,55 mA/cm² pada 1,23 V vs RHE dan nilai Applied Bias Photon-to-current Efficiency (ABPE) tertinggi sebsar 0,12%. Hasil menunjukkan TNRs yang diberikan perlakuan reduksi elektrokimia dapat meningkatkan kinerja pemecahan air fotoelektrokimia.

---

This research discusses the use of Titanium Dioxide Nanorods (TNRs) synthesized through the hydrothermal method as photoanodes in a photoelectrochemical water splitting system, which is modified via electrochemical reduction to enhance its performance. TiO₂ is known for its high chemical stability, ease of fabrication, and relatively low production cost. However, due to its wide band gap and rapid recombination of photogenerated charge carriers, these conditions lead to ineffective charge separation efficiency and suboptimal light absorption, thus limiting its performance efficiency in photoelectrochemical water splitting. Through the electrochemical reduction process, oxygen vacancies are formed when Ti⁴⁺ is reduced to Ti³⁺ within the TiO₂ structure, which helps improve charge separation efficiency and reduce electron-hole recombination. Characterization results show that the formed TNRs have a rutile TiO₂ phase and no phase change occurs after the electrochemical reduction treatment, although the treatment causes morphological changes indicating thinning. This thinning can slightly enhance light absorption and change the band gap from 3.02 eV to 3.00 eV. Photoelectrochemical testing shows that the electrochemical reduction treatment affects the conductivity properties, making the material's conductivity significantly better, with the Cyclic Voltammetry (CV) graph resembling a rectangle. This conductivity improvement is also supported by a decrease in Rct resistance from 2812 Ω to 1396 Ω. Thus, the highest current density achieved is 0.55 mA/cm² at 1.23 V vs RHE and the highest Applied Bias Photon-to-current Efficiency (ABPE) is 0.12%. The results indicate that electrochemically reduced TNRs can enhance the performance of photoelectrochemical water splitting."