Article Details

ELEKTRODEPOSIT PADUAN LOGAM Ni-Fe SEBAGAI KATODA PADA REAKSI ELEKTROLISIS AIR DALAM SUASANA BASA

Oleh   Qonita Mu'minah [90517005]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Dr. Aep Patah, S.Si., M.Si.;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : FMIPA - Pengajaran Kimia
Fakultas : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Subjek : Chemistry
Kata Kunci : paduan Ni-Fe, overpotensial, elektrolisis air, Hofmann voltameter
Sumber :
Staf Input/Edit : Latifa Noor   Ena Sukmana
File : 1 file
Tanggal Input : 2019-08-15 08:33:20

Paduan logam Ni-Fe dikenal memiliki potensi sebagai material elektrokatalitik pada Hydrogen Evoiution Reaction [tiER). Materiai e1ektrokataiis harus memiliki sifat intrinsik yang baik dan morfologi pennukaan yang menduktmg terjadinya reaksi reduksi molekul air. Sifat intrinsik suatu logam dapat ditingkatkan dengan memadukann ya. Peran paduan Ni-Fe di antaranya dapat menunmkan nilai overpotensial untuk reaksi elektrolisis air dalam suasana basa . Pada penelitian ini , paduan !ogam Ni-Fe disintesis menggunaka.11 metode e!ektrodeposisi tipe Watts bath termodifikasi dengan penambal1an asam borat , sakarin, dan trinatrium sitrat. Optimasi reaksi dilakukan pada densitas arus 5, 15, dan 25 mA/cm 2 dimana kondisi optimum didapatkan pada densitas arus 25 mA/cm2 pada suhu 55 °C dengan pH larutan 2,20±0,02 selama 160 menit. Salal1 satu parameter yang mempengaruhi deposit adalah pH larutan pada daerah antarmuka elektroda. Asam borat berperan sebagai larutan penyangga yang berftmgsi untuk menjaga pH lamtan pada daeral1 antannuka elektroda agar tidak terjadi kenaikan yang signifikan. Pada pH> l ,99 pembentukan spesi Fe(OH)3 yang menghambat deposisi logam Fe dan Ni. Sakarin dan ttinatrium sitrat digunakan sebagai penurun tegangan internal dan agen pengompleks pada proses elektrodeposisi dengan variasi konsentrasi 1 dan 5 giL untuk sakarin. Selain itu, di1akukaJ1 variasi konsentrasi 2,1; 2,8; da11 3,6 g/L untuk besi ( HI) klorida heksal1idrat. Semakin tinggi konsentrasi ion besi (Ill) dalam larutan meningkatkan tegangan internal proses deposisi . Fasa kristalin dari elektrodeposit yang dihasilkan dikonfinnasi menggunakan metode Powder X-Ray Diffractions (PXRD) dengan puncak difraksi pada 2B, yaitu 44,03° dan 51,28° yang bersesuaian dengan fasa Ni,Fe juga terdapat puncak difraksi pada 2B. yaitu 43.82°: 50,94°; dan 75,34° yang bersesuaian dengan fasa NiFe. Narmm, pada fasa ksritalin NiFe terbentuk permukaan yang menghitam dan pengelupasan akibat tegangan internal. Ukuran kristalit paduan logam Ni-Fe dihittmg menggunakan persamaan Scherrer dimana variasi konsentrasi sakarin dan ion Fe3 + mempengamhi ukuran kristalit yang dihasilkan. Analisis komponen tmsur pada permukaan deposit diiakukan dengan metode Energy Dtsperszve X-Ray ;:.,pectroscopy (EDX/EDS) yang memperlihatkan bahwa terdapat pengotor unsur oksigen dan karbon. Keduanya terbentltk akibat sifat sakarin yang mudal1 terpolarisasi serta saat pembentttkan spesi FeOH+, FeOH 2+, dan NiOH + yang teradsorp pada pennukaan substrat, ada sebagian spesi yang tidak tereduksi menjadi Jogam dan ion OH-. Penguk'11rm1 O\rerpotensial untuk reaksi reduksi air dilakukan secara c!cktrokimia dengan metode polarisasi menggunakan plot Tafel. Nilai overpotensial sebesar - 250, -764, dan -889 m V didapatkan secara berturut-hm1t ketika elektrodeposit Ni 3 Fe, Ni , dan stainless steel digunakan sebagai material katoda pada reaksi elektrolisis air dalam KOH I M dalam suhu ruang. Selanjutnya, Hofmann voltameter di gunakan untuk mengamati efektifitas katalitik Ni3Fe pada HER melalui pengukuran volum gas hidrogen yang dihasilkan. Variabel terikat yang diamati adalah volum gas hidrogen yang dihasilkan, variabel bebas yang dimodifikasi , di antaranya jenis larutan elektrolit, konsentrasi lamtan alkali yang divariasikan, dan jenis katoda yang diperbandingkan an tar paduan NiJFe yang telah disintesis dengan katoda lainnya yang mudal1 ditemukan dalam kehidupan sehari­ hari. Laju produksi hidrogen paduan Ni 3Fe sebesar 0,009 cc/menit diperoieh pada penerapan potensial sebesar 2,5 V dalam larutan KOH 0,10 M. Kesederhanaan alat Hofmann voltameter dalam mengukur aktivitas katalitik ini dapat dijadikan media pembelajaran bagi materi elektrokatalis pada mata pelajaran kimiajenjang sekolah m enengal1 atas dengan modifikasi beberapa peralatan yang mungkin lebih sederhana seperti tabung reaJ::si berska!a dan baterai sebagai sumber arus DC.