Perpustakaan Digital ITB

Salah satu kendala pengembangan sel bahan bakar konvensional adalah penggunaan logam platina (Pt) sebagai elektrodanya. Direct hydrazine fuel cell (DHFC) tipe alkalin merupakan sel bahan bakar tanpa platinum yang menggunakan hidrazin (N2H4) sebagai sumber energi primernya. Nikel berpotensi menjadi katalis elektrooksidasi hidrazin pada kompartemen anoda DHFC. Konfigurasi struktur adsorpsi hidrazin pada permukaan nikel mempengaruhi reaksi elektrokimia elementer pada tahap selanjutnya. Pada penelitian ini, interaksi antara hidrazin pada konformasi kritisnya (anti, cis, dan gauche) dengan permukaan Ni(100), Ni(110), Ni(111) diinvestigasi secara ab initio menggunakan teori fungsional kerapatan. Pada saat teradsorpsi ke permukaan, konformasi cis terikat pada kedua atom N-nya sedangkan konformasi anti dan gauche cenderung terikat melalui salah satu atom Nnya. Urutan faset permukaan nikel yang memberikan kestabilan hidrazin lebih baik adalah Ni(110) > Ni(100) > Ni(111). Kestabilan hidrazin pada permukaan nikel indeksrendah dipengaruhi oleh luas area faset dalam satu supersel, kecenderungan rekonstruksi permukaan, dan kecenderungan konformasi hidrazin untuk mengubah struktur selama proses adsorpsi. Kestabilan tersebut juga dipengaruhi oleh interaksi tolak-menolak antar adsorbat dipermukaan yang ditandai oleh stabilisasi hidrazin ketika cakupan direduksi. Secara struktur elektronik, stabilisasi hidrazin pada permukaan nikel terjadi karena adanya transfer muatan dari pasangan elekton bebas gugus amina (NH2) ke permukaan. Interaksi orbital HOMO hidrazin dan pita-d2z nikel membentuk ikatan kuat sedangkan transfer muatan dari orbital HOMO-1 ke permukaan berkontribusi pada ikatan tipe dative (kovalen koordinasi). Dapat disimpulkan bahwa pemilihan faset permukaan dan konsentrasi dapat digununakan untuk menentukan konfigurasi molekul hidrazin pada permukaan.