PENGEMBANGAN ELEKTROKATALIS BERBASIS BISMUT / GRAPHENE AEROGEL TERDOPING NITROGEN.

Abstract

Peningkatan emisi karbon dioksida (CO₂) mencapai 432 ppm yang disebabkan oleh aktivitas manusia seperti , industri, deforesitas dan konsumsi bahan bakar fosil telah menjadi ancaman serius terhadap perubahan iklim yang menyebabkan efek gas rumah kaca. Teknologi Carbon Capture and Storage (CCS) menjadi salah satu solusi, namun masih memiliki keterbatasan dari segi biaya dan infrastruktur. Oleh karena itu, pendekatan alternatif berupa konversi elektrokimia CO₂ (CO₂RR) menjadi produk bernilai tinggi yaitu, asam format (HCOOH) yang menarik perhatian karena efisiensi dan keberlanjutannya. Sehingga dilakukan pengembangan elektrokatalis yang memiliki jalur menuju asam format yaitu, katalis berbasis bismut/graphane aerogel terdoping nitrogen. Sintesis katalis dilakukan menggunakan proses metode Tour untuk memperoleh GO, dan metode hidrotemal untuk memperoleh hidrogel, metode freeze – drying untuk mendapatkan material aerogel dan metode pirolisis digunakan untuk mereduksi prekusor logam aktif. Hasil peforma dari pengembangan elektrokatalis menunjukan elektrokatalis Bi – Sn/NGA memiliki aktivitas katalitik yang unggul dibandingkan Bi/NGA dan Sn/NGA, ditandai dengan onset potensial yang terkecil sebesar -0.62 V vs RHE. Pada arus maksimum mencapai 30 mA/cm² pada potensial yang lebih positif -0.94 V vs RHE dengan nilai Cdl yang tertinggi sebesar 4.05 mF dan memiliki hambatan resistansi transfer muatan Rct terkecil sebesar 0.52 Ω, dengan kestabilannya pada 35000 detik selama proses reduksi CO2RR. Hasil uji karakterisasi pada Elektrokatalis Bi – Sn/NGA menunjukkan dua fasa logam murni Bi dan Sn, tanpa terbentuknya fasa logam oksida. Nanopartikel Bi – Sn terbentuk dan terdistribusi merata pada permukaan rGO aerogel terdoping nitrogen yang memiliki permukaan rGO berpori dan berongga, sehingga menyediakan banyak situs aktif dan area permukaan yang besar dengan terdistribusinya unsur C, N, O, Bi, dan Sn yang merata di seluruh permukaan rGO. Berdasarkan hasil yang didapatkan pengembangan elektrokatalis Bi – Sn/NGA memiliki peforma yang baik untuk proses reaksi reduksi CO2RR.