Perpustakaan Digital ITB

Katalis berbasis grafena (M-N-C) menjadi salah satu katalis alternatif pengganti platinum di katoda sel bahan bakar karena harganya yang murah dan ketersediaan melimpah. Diantara katalis berbasis grafena yang sedang diteliti, katalis dual-atom (DAC) Mangan-Nikel memiliki potensi menggantikan platinum karena aktivitas dan stabilitasnya yang baik. Penelitian ini berfokus dalam mengeksplorasi dan menganalisis aktivitas reaksi reduksi oksigen (ORR) katalis MnNiN6 dengan menghadirkan nanopori sehingga situs aktif berada pada tepi grafena. Penelitian ini menggunakan teori fungsional kerapatan (DFT), pendekatan elektroda hidrogen komputasional (CHE), serta pemodelan mikrokinetik, penelitian ini membahas kestabilan struktur permukaan, termodinamika dan kinetika reaksi ORR katalis MnNiN6. Hasil penelitian menunjukkan kehadiran nanopori dapat mempermudah terbentuknya situs aktif yang ditunjukkan dengan nilai delta energi formasi yang lebih rendah dibandingkan dengan situs aktif di basalnya. Analisis secara termodinamika maupun kinetika reaksi ORR katalis MnNiN6 menunjukkan hasil yang selaras. Pada konfigurasi ortho situs aktif yang berada pada tepi grafena dengan jenis tepi armchair (MnNiN6)o@a1 menunjukkan peningkatan aktivitas ORR sebesar 0,17V dibandingkan konfigurasi basalnya. Sementara itu, konfigurasi para menunjukkan reaksi endergonik pada reaksi intermediate OH* walaupun begitu permukaan para dimana situs aktif teracuni OH* menunjukkan potensial onset yang tinggi yaitu pada konfigurasi (MnNiN6_OH)o@z1 sebesar 0,53 V, atau mengalami kenaikan sebesar 0,12 V dari situs basalnya yang bernilai 0,41 V. Temuan ini mengindikasikan bahwa kehadiran nanopori pada grafena dapat meningkatkan aktivitas ORR katalis MnNiN6 pada konfigurasi tertentu. Kata kunci: katalis dual-atom (DAC), MnNiN6, DFT, ORR, Sel bahan bakar.