Perpustakaan Digital ITB

Persediaan bahan bakar fosil yang terus menipis dan pembakarannya menghasilkan karbon dioksida yang menyebabkan terjadinya efek rumah kaca mendorong pemakaian bahan bakar alternatif yaitu gas hidrogen. Akan tetapi penggunaan gas hidrogen masih belum praktis dan memerlukan penanganan yang tepat. Metode penyimpanan konvensional dengan memampatkan gas hidrogen masih menyisakan masalah berupa faktor keamanan yang belum terjamin dan kapasitas penyimpanannya yang masih rendah. Sekarang ini, beberapa teknik penyimpanan gas hidrogen dengan melibatkan material yang dapat menyerap gas hidrogen sehingga dapat dijadikan tangki penyimpanan hidrogen. Golongan material yang mempunyai potensi tersebut adalah hidrida logam dan material berpori. Hidrida logam yang mempunyai massa per volum yang besar menyebabkan penggunaan golongan senyawa ini menjadi tidak praktis sehingga material berpori yang bersifat ringan khususnya metal-organic frameworks (MOFs) menjadi kandidat sebagai penyimpan gas hidrogen. MOFs merupakan senyawa koordinasi dari ion logam atau kluster dengan ligan jembatan (biasanya ligan organik) membentuk kerangka-kerangka polimer koordinasi sehingga membentuk material berpori. Pori tersebut dapat ditempati oleh molekul-molekul gas hidrogen sehingga dapat dijadikan tempat penyimpanan. Variasi logam, ligan, atau penambahan material lain dapat meningkatkan jumlah hidrogen yang tersimpan di dalamnya. MOF dari ZrCl4 dengan asam 1,4-benzenadikarboksilat disintesis dalam DMF menggunakan teknik Schlenk pada 120 oC selama 24 jam menghasilkan produk berupa bongkahan putih yang mengandung kluster Zr6O4(OH)4(CO2)12. Adanya kluster ini ditunjukkan muncul puncak khas pada 20 7,4 dan 8,6 dari data XRD dan modus longitudinal dan transversal dari Zr-O2 muncul di daerah IR 549, 654, dan 746 cm‾1. Keberadaan gugus karboksilat yang terikat pada kluster ditunjukkan dengan adanya vibarasi ulur COO‾ pada 1589 dan 1395 cm‾1. Karakteristik porinya meliputi luas permukaan Langmuir 847,330 m2/g, BET 539,785 m2/g, daerah mikropori sebesar 59,11%, dan diameter pori diameter pori mencapai 3,551 2,977 nm diperoleh dari pengukuran adsorpsi isotermal. Nilai luas permukaan yang diperoleh dari penelitian ini relatif lebih rendah dari yang telah dilaporkan. Penambahan Nb2O5 pada MOF dari ZrCl4 dengan asam 1,4-benzenadikarboksilat menghasilkan produk serbuk putih dengan struktur utama yang sama dengan MOF di atas. Hal ini dibuktikan dari data XRD dan IR yang masing-masing menunjukkan puncak khas untuk MOF tersebut. Akan tetapi, penambahan Nb2O5 ini meningkatkan karakter pori seperti luas permukaan Langmuir bertambah sebanyak 250 m2/g, BET bertambah sebanyak 75 m2/g, daerah mikropori mencapai 81,16% dan diameter pori mencapai 3,551 nm. Selain itu pola XRD menunjukkan juga keberadaan Nb2O5 dan ukuran partikel MOF yang diperoleh sekitar 300 nm berdasarkan hasil analisa menggunakan SEM. Upaya sintesis MOF berbasis niobium telah dilakukan dengan solvotermal variasi suhu dan waktu reaksi. Reaksi pada 200 oC selama 24 jam menghasilkan serbuk berwarna coklat kekuningan sedangkan pada kondisi 180 oC selama 3 hari dihasilkan putih. Analisa kedua produk tersebut menggunakan IR, XRD, dan termogravimetri menunjukkan bahwa keduanya bukan senyawa MOF seperti yang ditargetkan karena tidak menunjukkan karakter umum dari MOF.