Perpustakaan Digital ITB

Teknologi hidrogen diprediksi dapat menjadi salah satu solusi karena kemampuannya dalam menyimpan energi dan menghasilkan listrik tanpa emisi karbon. Akan tetapi, hidrogen juga berbahaya karena mudah terbakar dalam konsentrasi yang tinggi. Oleh karena itu, sensor hidrogen dengan karakteristik seperti respons cepat, sensitivitas tinggi, dan portabel diperlukan untuk mendeteksi kebocoran serta mencegah kebakaran. Sensor hidrogen berbasis resonansi plasmon permukaan terlokalisasi (localized surface plasmon resonance, LSPR) terbukti memiliki karakteristik yang baik dalam mendeteksi hidrogen. Pada umumnya, sensor hidrogen dengan mekanisme ini terdiri dari logam mulia seperti emas dan paladium karena respons dan selektivitasnya yang baik. Sensor LSPR bekerja dengan mendeteksi perubahan indeks refraksi material akibat interaksi dengan analit. Dalam hal ini, keberadaan hidrogen dalam situs interstisial logam mampu mengubah struktur elektronik yang berkaitan dengan nilai dielektrik material. Pada penelitian ini, desain nanopartikel akan dilakukan dengan metode komputasional. Kalkulasi konstanta dielektrik dilakukan secara ab initio menggunakan teori fungsional kerapatan (density functional theory, DFT) untuk melakukan perhitungan struktur elektronik. Simulasi elektromagnetik metode beda hingga domain waktu (finite difference time domain, FDTD) dilakukan untuk memperhitungkan struktur material dan untuk mendapatkan kurva absorpsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa logam Pd mengalami pengurangan fungsi dielektrik hingga 0,5 kali nilai awalnya pada 350 nm, sedangkan Ni hanya mengalami perubahan menjadi 0,8. Hal ini menyebabkan respon kurva LSPR mengalami pergeseran ke panjang gelombang yang lebih besar. Nanopartikel dengan performa terbaik diraih oleh Ag/Pd yang mengalami pergeseran kurva hingga 23,29 nm dan memiliki lebar kurva sebesar 228,7 nm pada kondisi PdH0,5.