Pengembangan Metal Oksida/Semikonduktor Organik sebagai Fotoanoda untuk Pemecahan Air secara Fotoelektrokimia Berbasis Cahaya tampak

Mahira, Najwah Crystallin (2026) Pengembangan Metal Oksida/Semikonduktor Organik sebagai Fotoanoda untuk Pemecahan Air secara Fotoelektrokimia Berbasis Cahaya tampak. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221038-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Pemecahan air secara fotoelektrokimia merupakan salah satu pendekatan untuk menghasilkan hidrogen sebagai sumber energi bersih dan berkelanjutan. Namun, kinerja fotoanoda masih dibatasi oleh rendahnya penyerapan cahaya tampak, rekombinasi muatan, serta stabilitas operasional dalam elektrolit. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan fotoanoda berbasis metal oksida/semikonduktor organik melalui integrasi ZnO, PM6:BTP-eC9, hole transport layer (HTL) berupa NiO dan MoO3, serta katalis IrO₂ untuk aplikasi pemecahan air berbasis cahaya tampak. Fotoanoda disusun dengan konfigurasi ITO/ZnO/PM6:BTP-eC9/HTL/IrO₂, dengan variasi HTL berupa NiO dan MoO₃. Selain itu, dilakukan rekayasa antarmuka melalui penambahan lapisan Ag dan carbon paste untuk meningkatkan kinerja dan stabilitas fotoanoda. Hasil pengujian fotoelektrokimia menunjukkan bahwa konfigurasi ITO/ZnO/PM6:BTP-eC9/NiO/IrO₂ menghasilkan densitas arus sebesar 2,16 mA/cm² pada 1,4 V vs. RHE, lebih tinggi dibandingkan konfigurasi berbasis HTL MoO₃ yang menghasilkan 1,76 mA/cm² pada 1,4 V vs. RHE. Penambahan lapisan Ag dan carbon paste pada konfigurasi berbasis NiO meningkatkan densitas arus hingga 3,09 mA/cm² pada 1,4 V vs. RHE dalam kondisi netral dan 12,77 mA/cm2 pada 1,4 V vs. RHE dalam kondisi basa. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa NiO lebih efektif sebagai HTL dibandingkan MoO₃ dalam konfigurasi fotoanoda, sedangkan lapisan Ag/carbon paste mampu meningkatkan transpor muatan sekaligus meningkatkan stabilitas dengan melindungi permukaan fotoanoda dari kontak langsung dengan elektrolit. Dengan demikian, rekayasa heterojunction metal oksida/semikonduktor organik serta optimasi antarmuka menjadi strategi penting dalam meningkatkan kinerja fotoanoda untuk pemecahan air secara fotoelektrokimia.
======================================================================================================================================
Photoelectrochemical water splitting is one of the approaches for producing hydrogen as a clean and sustainable energy source. However, the performance of photoanodes is still limited by low visible-light utilization, charge recombination, and operational stability in electrolyte. This study aims to develop metal oxide/organic semiconductor-based photoanodes through the integration of ZnO, PM6:BTP-eC9, hole transport layers (HTLs) consisting of NiO and MoO₃, and IrO₂ catalyst for visible-light-driven water splitting applications. The photoanodes were constructed with the configuration of ITO/ZnO/PM6:BTP-eC9/HTL/IrO₂, with NiO and MoO₃ used as HTL variations. In addition, interface engineering was carried out by introducing Ag and carbon paste layers to improve the performance and stability of photoanode. The photoelectrochemical measurement results showed that the ITO/ZnO/PM6:BTP-eC9/NiO/IrO₂ photoanode produced a current density of 2,16 mA/cm² at 1,4 V vs. RHE, which was higher than that of the MoO₃-based HTL configuration, which produced 1,76 mA/cm² at 1,4 V vs. RHE. The addition of Ag and carbon paste layers to the NiO-based HTL photoanode increased the current density up to 3,09 mA/cm² at 1,4 V vs. RHE under neutral conditions and 12,77 mA/cm2 at 1,4 V vs. RHE under alkaline conditions. These results indicate that NiO is more effective as an HTL than MoO₃ in this photoanode configuration, while the Ag/carbon paste layer improves charge transpor and enhances stability by protecting the photoanode surface from direct contact with the electrolyte. Therefore, metal oxide/organic semiconductor heterojunction engineering and interface optimization are important strategies for improving photoanode performance in photoelectrochemical water splitting.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Fotoanoda, Pemecahan Air, Fotoelektrokimia, Semikonduktor Organik, Metal Oksida, Photoanode, Water Splitting, Photoelectrochemistry, Organic Semiconductor, Metal Oxide
Subjects:	Q Science > Q Science (General) Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD1 Oxidation-reduction reaction. Q Science > QD Chemistry > QD115 Electrochemical analysis Q Science > QD Chemistry > QD553 Electrochemistry. Electrolysis Q Science > QD Chemistry > QD569 Electrocatalysis. Q Science > QD Chemistry > QD63.O9 Electrolytic oxidation. Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Najwah Crystallin Mahira
Date Deposited:	04 Aug 2026 10:08
Last Modified:	04 Aug 2026 10:08
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/143340

Actions (login required)

View Item