Perpustakaan Digital ITB

Gas Hidrogen yang dihasilkan dari reaksi evolusi hidrogen/hydrogen evolution reaction (HER) pada elektrolisis air merupakan suatu langkah alternatif untuk memerangi kelangkaan sumber bahan bakar fosil serta mewujudkan energi hijau untuk lingkungan yang lebih bersih. Saat ini material yang digunakan sebagai elektroda pada elektrolisis air antara lain platinum (Pt), ruthenium (Ru) dan iridium (Ir). Namum material tersebut merupakan logam mulia dengan harga yang tinggi sehingga kurang ideal untuk aplikasi skala industri besar. Material berbasis nikel hadir menjadi salah satu alternatif katalis dalam sistem elektrolisis air. Penelitian ini bertujuan mempelajari potensi nikel fosfat (Ni3(PO4)2 atau selanjutnya disebut NiPO) sebagai katalis HER melalui teori fungsional kerapatan/density functional theory (DFT) dan pendekatam computational hydrogen electrode (CHE). Studi ini mengevaluasi 5 permukaan NiPO yang paling stabil dengan energi permukaan terendah yang telah dianalisis oleh Nuruzzahran dkk. dengan fokus pada permukaan pristine dan cacat titik seperti kekosongan oksigen dan nikel. Model cacat dipertimbangkan karena pada kondisi nyata sangat sulit mendapatkan material pristine. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa permukaan NiPO (100) dan (011) memiliki limitting potential terbaik untuk HER. Melalui analisis profil energi bebas Gibbs dan potensial pembatas/limitting potential (????????), penilitian ini menemukan bahwa permukaan NiPO (100) dengan cacat kekosongan oksigen menunjukkan aktivitas HER yang paling baik. Hasil ini sesuai dengan pola katalis yang menunjukkan bahwa permukaan yang lebih stabil cenderung memiliki energi adsorpsi yang lebih rendah dimana hal ini baik untuk proses HER. Perhitungan komputasional melalui DFT menunjukkan hasil yang sejalan dengan eksperimen oleh Mehdi dkk. yaitu NiPO belum seefisien platinum namun masih lebih efisien dibandingkan nikel pristine. Hal ini menjadi wawasan baru untuk merancang katalis HER berbasis NiPO khususnya rekayasa permukaan dan pembentukan cacat oksigen untuk kinerja katalis yang optimal. Kata kunci: NiPO, Elektrolisis air, katalis, limitting potential, energi bebas Gibbs, DFT,