UNSRIUNSRI

IJFAC (Indonesian Journal of Fundamental and Applied Chemistry)IJFAC (Indonesian Journal of Fundamental and Applied Chemistry)

Penelitian ini mengkaji pengaruh komposisi katalis Pt–Ni/C yang disintesis melalui kombinasi impregnasi dan ball milling terhadap kinerja elektrokimia dan produksi hidrogen pada sistem Proton Exchange Membrane Water Electrolysis (PEMWE). Lima rasio Pt:Ni (1:0, 3:1, 1:1, 1:3, dan 0:1) dievaluasi menggunakan Linear Sweep Voltammetry (LSV), Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), dan pengujian produksi hidrogen pada arus 0,5–2,5 A. Katalis kaya Pt (1:0) menunjukkan aktivitas intrinsik tertinggi dengan nilai muatan terbesar (16,03 × 10⁻³ C) dan luas permukaan aktif elektrokimia (ECSA) sebesar 4,90 m²/g, sedangkan komposisi 3:1 memiliki hambatan transfer muatan terendah. Komposisi 1:1 mencapai kinerja produksi hidrogen terbaik sebesar 2,9 mL/s pada arus 1,5 A dengan kestabilan yang baik pada berbagai kondisi arus, mengindikasikan interaksi sinergis Pt–Ni yang meningkatkan efisiensi katalitik. Temuan ini menetapkan korelasi langsung antara karakteristik elektrokimia dan kinerja produksi hidrogen, dan menunjukkan bahwa kinerja katalis optimal ditentukan oleh keseimbangan antara aktivitas intrinsik, sifat transfer muatan, dan ketersediaan situs aktif. Katalis Pt–Ni/C (1:1) merupakan kandidat yang menjanjikan untuk pengembangan elektrokatalis yang hemat biaya pada aplikasi PEMWE.

Penelitian ini menunjukkan bahwa komposisi katalis Pt–Ni/C memainkan peran penting dalam menentukan perilaku elektrokimia dan kinerja produksi hidrogen pada sistem Proton Exchange Membrane Water Electrolysis (PEMWE).Katalis yang disintesis melalui metode kombinasi impregnasi dan ball milling memiliki sifat yang berbeda tergantung pada rasio Pt.Ni, yang menekankan pentingnya komposisi dalam mengoptimalkan karakteristik katalitik.Analisis elektrokimia mengungkapkan bahwa komposisi kaya Pt menunjukkan aktivitas intrinsik yang unggul, seperti yang ditunjukkan oleh luas permukaan aktif elektrokimia (ECSA) yang lebih besar, sedangkan komposisi dengan kandungan Ni yang sedang menunjukkan peningkatan properti transfer muatan dan konduktivitas listrik.Namun, keunggulan ini tidak selalu diterjemahkan menjadi kinerja produksi hidrogen yang optimal, yang menunjukkan bahwa efisiensi katalitik dipengaruhi oleh berbagai faktor yang saling terkait, bukan hanya satu parameter.Penelitian ini juga menetapkan korelasi langsung antara karakteristik elektrokimia (LSV, CV, dan EIS) dan perilaku produksi hidrogen yang sebenarnya.Hasilnya menunjukkan hubungan non-linear antara komposisi katalis dan kinerja, di mana komposisi seimbang Pt–Ni/C (1.1) mencapai produksi hidrogen yang paling stabil dan efisien di berbagai kondisi operasi.Temuan ini menekankan trade-off antara aktivitas katalitik intrinsik, efisiensi transfer muatan, dan ketersediaan situs aktif.1) menyediakan keseimbangan yang paling menguntungkan antara stabilitas kinerja dan efisiensi penggunaan Pt, menunjukkan kelayakan mengurangi kandungan logam mulia tanpa mengorbankan kinerja katalitik secara signifikan.Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan wawasan berharga untuk desain rasional elektrokatalis yang hemat biaya dan efisien Pt untuk aplikasi elektrolisis air PEM.Temuan ini menawarkan strategi praktis untuk mengoptimalkan komposisi katalis melalui kontrol sinergis struktur elektronik, properti permukaan, dan perilaku transport muatan, sehingga berkontribusi pada kemajuan teknologi produksi hidrogen yang berkelanjutan.

Berdasarkan hasil penelitian, berikut adalah tiga saran untuk penelitian lanjutan:. . 1. Optimasi komposisi Pt–Ni/C: Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan untuk mengoptimalkan komposisi Pt–Ni/C yang ideal untuk kinerja elektrokimia dan produksi hidrogen yang optimal. Penelitian ini dapat mengeksplorasi komposisi yang berbeda dan mengidentifikasi komposisi yang memberikan keseimbangan terbaik antara aktivitas intrinsik, transfer muatan, dan ketersediaan situs aktif.. . 2. Studi stabilitas jangka panjang: Penelitian ini terbatas pada evaluasi elektrokimia jangka pendek di bawah kondisi laboratorium yang terkendali. Penelitian lanjutan dapat berfokus pada stabilitas jangka panjang dan ketahanan katalis Pt–Ni/C dalam sistem elektrolisis air PEM. Studi ini dapat mencakup pengujian ketahanan terhadap korosi, degradasi, dan perubahan sifat elektrokimia selama operasi jangka panjang.. . 3. Pengembangan metode sintesis baru: Penelitian ini menggunakan metode kombinasi impregnasi dan ball milling untuk sintesis katalis Pt–Ni/C. Penelitian lanjutan dapat mengeksplorasi metode sintesis alternatif yang mungkin lebih efisien, hemat biaya, atau memberikan karakteristik katalis yang lebih unggul. Metode sintesis baru dapat mencakup penggunaan bahan awal yang berbeda, kondisi reaksi yang dimodifikasi, atau teknik sintesis yang inovatif untuk meningkatkan kinerja katalis.. . Dengan menggabungkan saran-saran ini, penelitian lanjutan dapat lebih mendalami aspek-aspek yang belum terjawab dalam penelitian ini, seperti optimasi komposisi katalis, peningkatan stabilitas dan ketahanan, serta pengembangan metode sintesis yang lebih efisien. Hal ini akan berkontribusi pada pengembangan elektrokatalis yang lebih efektif dan berkelanjutan untuk aplikasi elektrolisis air PEM.

Read online
File size1.51 MB
Pages14
DMCAReport

Related /

ads-block-test