Perpustakaan Digital ITB

Hidrogen menjadi salah satu sumber energi bersih yang diharapkan dapat menggantikan bahan bakar fosil di masa mendatang. Reaksi elektrolisis menjadi metode yang ramah lingkungan untuk memproduksi hidrogen. Akan tetapi, saat ini efisiensi elektrolisis masih rendah. Reaksi evolusi oksigen (OER) yang memerlukan overpotensial tinggi menjadi hambatan utama dalam peningkatan efisiensi elektrolisis. Oleh karena itu, pengembangan elektrokatalis dengan aktivitas katalis yang tinggi untuk OER perlu dilakukan. Material jenis logam transisi fosfat telah dilaporkan dapat memberikan performa OER yang baik, namun eksplorasi lebih lanjut masih diperlukan. Pada penelitian ini, material nikel-mangan fosfat dimodelkan menggunakan metode density functional theory (DFT) untuk dianalisis performanya secara termodinamika sebagai katalis OER. Nikel-mangan fosfat dibandingkan dengan katalis lain yaitu nikel fosfat, nikel-kobalt fosfat, iridium dioksida dan platinum. Analisis termodinamika dilakukan melalui perhitungan profil energi bebas Gibbs menggunakan metode computational hydrogen electrode (CHE). Model permukaan dengan indeks Miller (100) didapati lebih stabil dibanding faset lain. Oleh karena itu, faset (100) dipilih untuk memodelkan permukaan nikel-mangan fosfat (Ni3Mn3(PO4)4). OER dapat berlangsung pada dua situs (logam Mn dan Ni) pada Ni3Mn3(PO4)4 (100) dan satu situs (logam Ni) pada Ni3(PO4)2 (100). Ni3Mn3(PO4)4 (100) didapati memiliki overpotensial yang mendekati katalis acuan yakni platinum dan iridium dioksida. Pada situs Ni, overpotensial yang diperoleh senilai ?= 0,36 V, mendekati overpotensial platinum (?= 0,33 V). Sementara itu, pada situs Mn overpotensial didapati sekitar ?= 0,51 V, sama dengan iridium dioksida (?= 0,51 V). Hal tersebut menandakan bahwa katalis Ni3Mn3(PO4)4 (100) memiliki performa yang baik sebagai katalis OER. Analisis tren performa juga dilakukan dengan memanfaatkan prinsip Sabatier dan teori pita-d.