Sintesis Material Fe-N-C Dari Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Elektrokatalis Reaksi Reduksi Oksigen

Queentari, Linggar (2025) Sintesis Material Fe-N-C Dari Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Elektrokatalis Reaksi Reduksi Oksigen. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6004231013-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis material Fe-N-C dari pelepah kelapa sawit sebagai katalis untuk reaksi reduksi oksigen melalui metode pirolisis. Variasi jumlah penambahan pelepah kelapa sawit sebesar 0,1; 0,2; dan 0,3 g digunakan untuk menentukan komposisi optimal. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa material Fe-N-C dengan penambahan 0,3 g pelepah kelapa sawit memberikan performa katalitik terbaik, dengan nilai potensial onset sebesar 1,037 V vs RHE dan potensial puncak reduksi sebesar 0,405 V vs RHE. Uji toleransi terhadap perembesan metanol menunjukkan ketahanan hingga 20,3%, mengindikasikan selektivitas yang baik terhadap reaksi reduksi oksigen. Karakterisasi struktural melalui XRD menunjukkan dua puncak difraksi utama pada 2θ sekitar 26,1 dan 43,5°, yang sesuai dengan bidang kristal 002 dan 100 dari struktur grafit. Spektroskopi Raman memperlihatkan keberadaan D band dan G band masing-masing pada 1344 dan 1596 cm⁻¹ dengan rasio intensitas "I" _"D" ⁄"I" _"G" sebesar 0,992; menandakan tingkat ketidakteraturan struktural karbon yang seimbang. Karakterisasi morfologi mengungkapkan struktur lamelar tidak teratur dengan sistem pori hierarki, yang mencakup pori dominan pada rentang mesopori 3,5–4,2 nm dan mikropori < 2 nm, serta rata-rata ukuran pori 2,7 nm. Analisis XPS mengonfirmasi interaksi unsur Fe, N, dan C, menunjukkan keberhasilan doping dan pembentukan material Fe-N-C. Hasil ini menunjukkan potensi tinggi material Fe-N-C dari pelepah kelapa sawit sebagai katalis alternatif untuk reaksi reduksi oksigen pada DMFC.
=========================================================================================================================================
This study aims to synthesize Fe-N-C materials derived from oil palm fronds as catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) via a pyrolysis method. Different amounts of oil palm frond powder (0,1; 0,2; and 0,3 g) were used to determine the optimal composition. Characterization results revealed that the Fe-N-C material synthesized with 0,3 g of oil palm fronds exhibited the best catalytic performance, with an onset potential of 1,037 V vs RHE and a reduction peak potential of 0,405 V vs RHE. Methanol crossover tolerance tests demonstrated resistance up to 20,3%, indicating high selectivity toward the ORR. Structural analysis using XRD showed two main diffraction peaks at 2θ ≈ 26,1 and 43,5°, corresponding to the (002) and (100) crystal planes of the graphite structure. Raman spectroscopy revealed the presence of D and G bands at 1344 and 1596 cm⁻¹, respectively, with an "I" _"D" ⁄"I" _"G" ratio of 0,992; indicating a balanced degree of structural disorder in the carbon framework. Morphological characterization uncovered an irregular lamellar structure with a hierarchical pore system, dominated by mesopores in the range of 3,5–4,2 nm and micropores below 2 nm, with an average pore size of 2,7 nm. XPS analysis confirmed the interaction of Fe, N, and C elements, indicating successful doping and the formation of Fe-N-C structures. These findings demonstrate the high potential of Fe-N-C derived from oil palm fronds as an alternative catalyst for the oxygen reduction reaction in DMFC applications.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Elektrokatalis, Fe-N-C, pelepah kelapa sawit, reaksi reduksi oksigen, DMFC, Electrocatalyst, Fe-N-C, oxygen reduction reaction, oil palm frond, DMFC
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD1 Oxidation-reduction reaction. Q Science > QD Chemistry > QD569 Electrocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Linggar Queentari
Date Deposited:	04 Aug 2025 02:40
Last Modified:	04 Aug 2025 02:40
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/126331

Actions (login required)

View Item