Perpustakaan Digital ITB

Untuk mendukung pencapaian Net Zero Emission karbon oleh PLN pada tahun 2060, pengembangan teknologi produksi gas Hidrogen sebagai energi hijau perlu ditingkatkan agar menjadi lebih ekonomis dan efisien. Saat ini, platinum dan iridium merupakan material standar pada anoda dan katoda sel elektrolisis yang menunjukkan performa optimal, tetapi memiliki biaya tinggi. Oleh karena itu, riset terhadap material alternatif yang lebih terjangkau dan stabil, seperti paduan logam berbasis nikel, mangan, dan kobalt, telah gencar dilakukan. Beberapa penelitian, baik secara simulasi maupun eksperimen, menunjukkan bahwa paduan logam ini memiliki nilai overpotential yang rendah dan densitas arus yang tinggi, sehingga menjanjikan sebagai material anoda sel elektrolisis. Dalam Penelitian ini, material senyawa nikel-fospat (Ni3(PO4)2) Facet 100 yang kemudian disebut NiPO(100) diuji sebagai material anoda pada simulasi Oxygen Evolution Reaction (OER). Upaya untuk menurunkan energy potensial, diperkenalkan material dopan logam transisi dengan mengganti salah satu atom Ni pada permukaan NiPO(100) sebagai NiPO(100)-M dengan M (Mn, Fe, Cu, dan Co). Simulasi penempatan molekul O, OH, OOH, H2O, dan O2 sebagai reaksi intermediet OER dilakukan diatas atom Ni dan atom dopan pada surface NiPO(100) murni dan NiPO(100)-M. Seluruh simulasi dalam penelitian ini dilakukan dengan software Quantum espresso pada fitur Density Functional Theory (DFT). Hasil penelitian menunjukkan doping logam transisi umumnya meningkatkan kinerja OER dibandingkan dengan permukaan NiPO(100) murni, dengan sebagian besar dopan menurunkan nilai overpotential. Tren nilai overpotential yang diamati sejalan dengan energi adsorpsi O pada permukaan yang didoping. Meskipun terdapat logam transisi yang ditambahkan, profil elektronik atom Ni pada permukaan sebagian besar tidak berubah, yang menyebabkan nilai overpotential yang serupa pada situs ini. Aktivitas OER terutama dipengaruhi oleh keadaan elektronik lokal dari dopan logam transisi yang ditanamkan. Peringkat kinerja berdasarkan nilai overpotential rata-rata menunjukkan bahwa dopan Mn dan Fe memiliki aktivitas tertinggi, diikuti nikel fosfat murni, doping Co, dan terakhir doping Cu. Kata kunci: elektrolisis air, oxygen evolution reaction, nikel fosfat, doping logam transisi, DFT