Perpustakaan Digital ITB

Sel elektrolisis merupakan salah satu alat untuk memproduksi hidrogen yang ramah lingkungan saat ini. Untuk memproduksi hidrogen dengan sel elektrolisis, potensial listrik yang lebih besar dari 1,23 V dibutuhkan. Namun, yang paling mempengaruhi besar potensial ini secara umum adalah proses reaksi evolusi oksigen (OER) pada anode sel elektrolisis sehingga katalis (anode) OER yang dapat memperkecil kebutuhan potensial listrik tersebut dibutuhkan. Untuk memperoleh katalis OER yang memiliki performa seperti ini, berbagai katalis telah dikembangkan seperti katalis berbasis logam transisi fosfat. Salah satu katalis berbasis logam transisi fosfat yang telah dilaporkan secara eksperimen adalah katalis nikel-kobalt fosfat. Hasil eksperimen tersebut menunjukkan bahwa katalis nikel-kobalt fosfat memiliki performa yang lebih baik dibandingkan dengan katalis nikel fosfat untuk OER. Namun, mekanisme fundamental OER untuk menjelaskan tren performa kedua katalis OER tersebut belum diketahui. Padahal, hal ini penting untuk diketahui demi mengembangkan katalis berbasis logam transisi fosfat yang lebih baik lagi ke depannya. Oleh karena itu, pada penelitian ini, studi mengenai mekanisme OER pada katalis nikel-kobalt fosfat sebagai anode sel elektrolisis akan dilakukan. Metode komputasi yang memanfaatkan teori fungsional kerapatan akan digunakan untuk menganalisis bagaimana performa termodinamika dari katalis nikel-kobalt fosfat pada proses OER. Hasil simulasi secara komputasi menunjukkan bahwa pada katalis nikel-kobalt fosfat, OER akan terjadi pada situs aktif Co dan Ni, dan katalis ini memiliki rata-rata overpotensial sebesar 0,46 V. Hal ini menunjukkan bahwa performa nikel-kobalt fosfat secara termodinamika lebih unggul dibandingkan dengan nikel fosfat yang hanya memiliki nilai overpotensial secara komputasi sebesar 0,58 V dengan situs aktif Ni. Tren performa kedua katalis untuk OER ini sudah sesuai dengan hasil yang dilaporkan secara eksperimen. Kata kunci: reaksi evolusi oksigen, katalis, nikel-kobalt fosfat, sel elektrolisis, teori fungsional kerapatan.