Sintesis ZnO Berstruktur Spiked- Nanosheet dan Aplikasinya sebagai Photoanode dari Photochemical Water Splitting

Abstract

Photoelectrochemical watersplitting merupakan proses produksi gas hidrogen (H2) dengan bantuan material semikonduktor dan cahaya matahari. H2 tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada fuel cell guna menghadapi kelangkaan akan bahan bakar fosil. Dengan berbagai potensi yang telah diketahui, nanomaterial seng oksida (ZnO) merupakan salah satu material yang memiliki karakteristik bandgap serta stuktur bandedge yang sesuai dengan proses watersplitting dan luas area yang tinggi. Berbagai metode sintesis nanomaterial ZnO dikembangkan, salah satunya adalah termal oksidatif yang memiliki keunggulan seperti mudah, waktu sintesis yang relatif cepat serta impurity yang rendah. Oleh karena itu pada penelitian tugas akhir akan dilakukan sintesis nanomaterial ZnO melalui metode termal oksidatif serta pengapilkasikannya sebagai photoanode pada photoelectrochemical watersplitting. Penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk mensintesis ZnO melalui metode termal oksidatif serta membandingkan performa photoelectrochemical ZnO hasil sintesis dengan ZnO komersial. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ZnO yang disintesis menggunakan metode termal oksidatif memiliki struktur nanomaterial yang unik, berupa lembaran ZnO berstruktur spike dengan luas area yang lebih besar dibandingkan ZnO komersial berdasarkan uji dye loading (ZnO komersial sebesar 2,5 x 10-8 mol/cm2, ZnO900 sebesar 3,5 x 10-8 mol/cm2 dan ZnO1100 sebesar 4.1 x 10-8 mol/cm2). Respon photoelectrochemical dari ZnO900 menunjukkan performa yang mendekati dengan material pembanding yaitu ZnO komersial berdasarkan pada pengukuran ampherometric detection (AD) (ZnO komersial sebesar 0,16 mA/cm2, ZnO900 sebesar 0.158 mA/cm2 dan ZnO1100 sebesar 0.13 mA/cm2 dengan pengukuran pada V= 0 vs Ag/AgCl).