In-Situ Growth Dan Deposisi Nanokomposit CuO/TiO₂ Pada Titanium Foil: Pendekatan Baru Untuk Meningkatkan Reaksi Evolusi Hidrogen.

Putri, Virgitha Yustanari Kusuma (2025) In-Situ Growth Dan Deposisi Nanokomposit CuO/TiO₂ Pada Titanium Foil: Pendekatan Baru Untuk Meningkatkan Reaksi Evolusi Hidrogen. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6004222001-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Produksi hidrogen melalui reaksi evolusi hidrogen (HER) dianggap sebagai kandidat kuat sebagai pembawa energi di masa depan karena hidrogen memiliki kerapatan energi tinggi dan ramah lingkungan. Meskipun demikian, efisiensi produksi dan biaya masih menjadi tantangan utama. TiO₂ telah muncul sebagai material fotokatalitik yang unggul, dengan Ti-foil sebagai sumber yang memungkinkan sintesis TiO₂ berkualitas tinggi. Namun, TiO₂ memiliki keterbatasan dalam aplikasi fotokatalitik karena konduktivitas rendah dan celah pita optik yang lebar. Penggabungan CuO dengan TiO₂ bertujuan untuk mengatasi masalah ini, memanfaatkan bandgap CuO yang lebih rendah untuk memperluas penyerapan cahaya dan meningkatkan pemisahan muatan. Penelitian ini berfokus pada sintesis komposit CuO/TiO₂ melalui metode in-situ growth dan deposisi dari Ti-foil, dengan tujuan mengoptimalkan aktivitas fotokatalitik untuk aplikasi HER. Karakterisasi yang dilakukan dengan teknik XRD, FESEM, EDX, FTIR, XPS dan UV-DRS mengonfirmasi pembentukan komposit CuO/TiO₂. Dalam aplikasi reaksi evolusi hidrogen, bentuk pelat membuat pemisahan residu dalam aplikasi reaksi evolusi hidrogen (HER) tidak diperlukan, sehingga material fotokatalis dapat digunakan kembali dengan mudah dan efisien. Komposit CuO/TiO₂ yang menggunakan variasi konsentrasi Cu(NO3)2.6H2O 0.5 M tanpa kalsinasi menunjukkan kinerja terbaik dengan produksi hidrogen 6.409 µmol/cm² lebih tinggi daripada TiO₂ ataupun Cu(NO3)2.6H2O dengan kalsinasi yaitu 1.808 µmol/cm² dan 1.274 µmol/cm².
=================================================================================================================================
Hydrogen production through the hydrogen evolution reaction (HER) is recognized as a strong candidate for future energy carriers due to its high energy density and eco-friendly characteristics. However, despite its promise as an energy carrier, challenges related to efficiency and production costs remain significant hurdles. Titanium dioxide (TiO₂) has gained attention as an excellent photocatalytic material, with titanium foil serving as a substrate that aids in the synthesis of high-quality TiO₂. Yet, TiO₂ suffers from drawbacks in photocatalytic applications, including poor electrical conductivity and a wide optical bandgap. To mitigate these limitations, copper oxide (CuO) is incorporated into TiO₂, leveraging CuO’s narrower bandgap to improve light absorption and enhance charge separation efficiency. This research focuses on the fabrication of CuO/TiO₂ composites through in-situ growth and deposition using titanium foil as the base material. The goal is to optimize the composite’s photocatalytic performance for HER applications. Various characterization techniques, such as X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-DRS), confirmed the successful synthesis of the CuO/TiO₂ composite. In HER applications, the flat plate structure eliminates the need for separating residues, allowing the photocatalytic material to be reused efficiently without additional processing. Among the synthesized composites, the CuO/TiO₂ sample prepared using a 0.5 M Cu(NO3)2·6H2O precursor without calcination demonstrated the highest hydrogen production rate, achieving 6.409 µmol/cm². This performance significantly exceeded that of pure TiO₂ (1.808 µmol/cm²) and the calcined 0.5 M Cu(NO3)2·6H2O composite (1.274 µmol/cm²).

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	CuO/TiO₂, HER, water splitting, Ti-foil, dan fotokatalis. CuO/TiO₂, HER, water splitting, Ti-foil, and photocatalyst.
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Virgitha Yustanari Kusuma Putri
Date Deposited:	06 Feb 2025 00:56
Last Modified:	06 Feb 2025 00:56
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118251

Actions (login required)

View Item