Perpustakaan Digital ITB

Reaksi Reduksi Oksigen (ORR) adalah salah satu reaksi penting yang memiliki banyak manfaat di berbagai bidang. Sel tunam adalah salah satu sel elektrokimia yang tak lepas dari kehadiran ORR tersebut. ORR merupakan komponen penting pada sel tunam untuk membangkitkan energi listrik, tapi reaksi tersebut berlangsung sangat lambat. Umumnya, katalis yang digunakan untuk mempercepat ORR pada hydrogen sel tunam adalah Platina (Pt). Oleh karena itu, sel tunam belum digunakan secara luas karena harga Pt yang mahal. Oleh sebab itu, perlu dikembangkan katalis non-Pt untuk menekan harga sel tunam. Pada tugas akhir ini, diusulkan Metal-Organic Frameworks (MOF) HKUST-1 untuk menjadi calon katalis ORR pengganti Pt. Penelitian dilakukan secara teoretis menggunakan perhitungan berbasis teori fungsional kerapatan dengan menggunakan B3LYP sebagai parameter pertukaran-korelasi serta 6-311++G (d, p) sebagai parameter basis set. Alasan melakukan penelitian secara teoretis adalah untuk mempermudah studi serta mengurangi biaya penelitian dibandingkan studi secara eksperimen. Penelitian ini akan difokuskan pada pemodelan proses adsorbsi serta disosiasi molekul oksigen pada klaster cage dari MOF HKUST-1. Perhitungan terfokus pada proses adsorbsi dan disosiasi molekul oksigen karena dua tahapan tersebut merupakan reaksi penentu terjadi atau tidak terjadinya ORR. Hasil pemodelan menunjukkan adanya ikatan O2 dengan klaster cage MOF untuk semua atom inti metal yang diuji. Dua struktur terkuat dalam mengikat adalah klaster cage MOF-Fe dengan Eads sebesar -0,71eV serta MOF-Mn dengan Eads sebesar -1,27eV. Seluruh struktur yang diuji mengikat molekul oksigen dengan konfigurasi end-on. Berdasarkan literatur, adsorbsi dengan konfigurasi ini akan menghasilkan Hidrogen Peroksida. Sementara itu, pemodelan disosiasi O2 pada klaster cage MOF menunjukkan disosiasi tidak dapat berlangsung. Hasil studi menunjukkan hanya fasa adsorbsi pada ORR yang terpenuhi. Oleh karena itu, kesimpulan yang diambil dari penelitian tugas akhir ini adalah struktur klaster cage MOF ini tidak dapat mengkatalisasi ORR dengan baik.