Perpustakaan Digital ITB

Reaksi dekomposisi amonia (NH?) menjadi hidrogen (H2) dan nitrogen (N2) merupakan salah satu metode untuk memproduksi hidrogen sebagai sumber energi yang bersih. Reaksi ini pada umumnya disertai dengan katalis sehingga dekomposisi dapat berjalan secara efisien pada suhu yang lebih rendah. Salah satu tantangan utama dalam pemilihan katalis adalah meraih aktivitas dan stabilitas reaksi yang tinggi dengan biaya yang rendah. Untuk mengatasi masalah tersebut, beberapa desain katalis menggunakan logam nonmulia telah dikembangkan secara spesifik pada reaksi dekomposisi NH?. Pada penelitian ini, akan dilakukan studi komputasional katalis berbasis nikel-itrium oksida (Ni/Y?O?) dan kobalt-itrium oksida (Co/Y?O?) untuk reaksi dekomposisi tersebut. Selain itu akan dibandingkan pula pengaruh penyangga Y?O? dengan penyangga grafena. Penelitian ini dilakukan dengan metode komputasi berbasis teori fungsional kerapatan (density functional theory, DFT) untuk menganalisis energi adsorpsi dan desorpsi pada dekomposisi NH? menjadi N2 dan H2 serta estimasi profil energi dari setiap tahapan reaksi dekomposisi tersebut. Hasil penelitian menunjukkan pengaruh pada muatan elektron situs aktif oleh perbedaan jenis penyangga klaster. Penyangga Y2O3 yang memiliki banyak atom O dengan elektronegativitas yang tinggi menarik beberapa elektron dari klaster dan melemahkan gaya tarikan klaster terhadap adsorbat NH3, N2, dan H2, berbeda dengan grafena yang gaya tarikannya lebih kuat akibat elektronegativitas penyangga yang lebih rendah. Klaster katalis berbasis Co memiliki keseluruhan profil energi yang lebih rendah dibandingkan Ni, memperkuat adsorpsi NH3 dan melemahkan desorpsi N2 dan H2. Selain energi, ikatan yang terbentuk setelah terjadinya adsorpsi pada Ni cenderung lebih kuat dibandingkan Co. Perbedaan kecenderungan ini dapat dijelaskan melalui nilai elektronegativitas dan elektron valensi dari kedua jenis atom.