Perpustakaan Digital ITB

Perubahan iklim sebagai dampak dari pemanasan global merupakan masalah lingkungan yang saat ini menjadi perhatian dari berbagai pihak. Pemanasan global secara umum dipicu oleh emisi gas CO2 yang berlebih ke atmosfer akibat dari aktivitas manusia, seperti penggunaan bahan bakar berbasis fosil sebagai sumber energi. Salahsatu cara efektif untuk mengurangi emisi CO2 ke atmosfer adalah dengan teknologi penangkapan, pemanfaatan, dan penyimpanan CO2. Pemanfaatan CO2 menggunakan metode elektrokimia untuk menghasilkan produk kimia yang bernilai sangat menarik, karena kondisi reaksinya dapat berlangsung pada temperatur dan tekanan ruang, proses yang dapat dikontrol, penggunaan bahan kimia yang minimal, dan aplikasi yang relatif mudah untuk scale-up. Reduksi elektrokimia CO2 menjadi asam format merupakan solusi yang menjanjikan karena asam format memiliki potensi sebagai sumber pembawa hidrogen dan dapat menggantikan bahan bakar berbasis fosil. Pemilihan elektrokatalis memainkan peranan penting dalam aplikasi reduksi elektrokimia CO2 menjadi asam format. Logam timah (Sn) telah diketahui merupakan logam yang selektif untuk menghasilkan asam format dalam reduksi elektrokimia CO2. Pada penelitian ini dilakukan modifikasi logam Sn untuk meningkatkan luas permukaannya menggunakan karbon sebagai support dengan metode elektrodeposisi. Jenis karbon yang digunakan adalah grafit berbentuk lembaran dengan larutan elektrodeposisi SnCl2.2H2O 0,018 M dan natrium sitrat 0,05 M. Proses elektrodeposisi Sn pada permukaan grafit (Sn/C) dilakukan pada tegangan tetap 3,5 V menggunakan DC power supply dengan variasi waktu deposisi 1, 5, 10, 20, 30, dan 40 menit. Sebelum proses elektrodeposisi, dilakukan karakterisasi elektrokimia menggunakan Cyclic voltammetry (CV) dan hasil menunjukkan proses elektrodeposisi Sn pada grafit terjadi pembentukan kompleks Sn-sitrat dan berbagai bilangan biloks Sn. Elektroda Sn/C yang disintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan uji Brunauer-Emmet-Teller (BET), Fourier Transform Infra-Red (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), Scaning Electron Microscope (SEM), dan Energy Dispersion X-Ray Spectroscopy (EDS) Mapping. Elektroda Sn/C berhasil dibuat dengan metode elektrodeposisi dan optimum pada waktu deposisi 30 menit dengan persentase Sn yang diperoleh sebesar 89,66% pada permukaan elektroda grafit. Reduksi elektrokimia CO2 menjadi asam format dilakukan pada reaktor tipe H-sel yang dilengkapi dengan sparger untuk menghasilkan gelembung CO2 berukuran mikrometer (microbubbles) dalam larutan elektrolit KHCO3 0,5 M. Selain itu dilakukan modifikasi aliran katolit dengan melakukan sirkulasi menggunakan pompa peristaltik. Sebelum dilakukan elektrolisis CO2, dilakukan uji pendahuluan elektrokimia dengan menggunakan Cyclic voltammetry (CV) dan I-V (Arus– Tegangan) Curve. Hasil uji CV menunjukkan adanya Sn pada elektroda grafit memberikan efek katalitik terhadap reaksi reduksi CO2 dengan respon arus -0,584 mA, yang lebih besar dibandingkan dengan hanya elektroda grafit yaitu respon arus -0,378 mA. Proses elektrolisis CO2 menjadi asam format dilakukan selama 3 jam dengan laju alir CO2 75 mL/menit dalam larutan KHCO3 0,5 M menggunakan sumber listrik dari DC power supply. Produk liquid hasil elektrolisis kemudian dianalisis menggunakan High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Pada penelitian ini dilakukan variasi tegangan elektrolisis CO2 yaitu 5; 4,5; 4; dan 3;5 V. Semua variasi elektrokatalis Sn/C yang dibuat berhasil menghasilkan asam format pada tegangan 5 V dan optimum pada variasi elektroda Sn/C 30 menit, dengan Efisiensi Faradaic terhadap asam format 23,845% dan yield 0,4915%. Tegangan yang digunakan pada proses reduksi elektrokimia CO2 memiliki pengaruh terhadap Efisiensi Faradaic asam format yang dihasilkan dan optimum pada tegangan 4 V. Elektroda Sn/C 30 menit merupakan elektroda yang optimum untuk reduksi elektrokimia CO2 menjadi asam format dengan Efisiensi Faradaic sebesar 44,472% dan yield 0,3145% pada tegangan 4 V.