Perpustakaan Digital ITB

Teknologi sel bahan bakar merupakan solusi energi terbarukan yang menjanjikan, na- mun penerapannya terhambat oleh tingginya biaya dan masalah durabilitas katalis pla- tina (Pt). Penelitian ini mengevaluasi potensi katalis atom ganda logam transisi kobalt (Co) dan mangan (Mn) yang disangga pada tepi grafena sebagai alternatif katalis yang efisien untuk reaksi reduksi oksigen. Menggunakan metode Teori Fungsional Kerapat- an dengan fungsional GGA-PBE dan koreksi dispersi DFT-D2, serta simulasi model mikrokinetik, penelitian ini menganalisis stabilitas struktur dan performa katalitik dari katalis Co2N6 dan CoMnN6. Variasi dilakukan pada lokasi penyangga (bidang basal, tepi armchair, dan tepi zig-zag) serta konfigurasi atom (ortho dan para). Hasil penelitian menunjukkan bahwa lokasi tepi grafena, khususnya tepi zig-zag dengan konfigurasi ortho, memberikan stabilitas termodinamika yang lebih tinggi di- bandingkan bidang basalnya. Substitusi satu atom Co dengan Mn pada CoMnN6 ter- bukti semakin meningkatkan stabilitas (mencapai ?Eform = ?0,65eV) sekaligus per- forma katalitik secara keseluruhan. Meskipun stabilitas optimal berada di area te- pi grafena, aktivitas katalitik terbaik tetap dicapai pada bidang basal, dengan katalis (CoMnN6)o /G menghasilkan potensial onset tertinggi (Uonset = 0,69V vs RHE) mela- lui mekanisme disosiatif. Fenomena situs aktif yang teracuni oleh spesies *OH atau *O mampu meningkatkan kinerja katalis dengan konfigurasi para secara signifikan pada siklus berikutnya. Analisis mikrokinetik lebih lanjut mengungkap bahwa katalis yang cenderung terhambat pada tahap protonisasi pertama lebih mampu mempertahankan kinerjanya pada potensial tinggi, sementara laju reaksi katalis lainnya sangat dibatasi oleh permukaan yang tertutup oleh *O dan *OH akibat adsorpsi yang terlalu kuat.