Sintesis Nanopartikel Nikel Ferit Dalam Reaktor Elektrokimia Aliran Untuk Aplikasi Elektrokatalis Pemecahan Air

Utama, Leo Yuda (2025) Sintesis Nanopartikel Nikel Ferit Dalam Reaktor Elektrokimia Aliran Untuk Aplikasi Elektrokatalis Pemecahan Air. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008231022-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Permintaan energi global yang terus meningkat telah menyebabkan peningkatan signifikan dalam penggunaan bahan bakar fosil, yang berdampak negatif pada lingkungan dan ketersediaan sumber daya. Sebagai alternatif, hidrogen diidentifikasi sebagai solusi yang menjanjikan untuk energi terbarukan, terutama melalui teknologi elektrolisis pemecahan air. Penggunaan elektrokatalis dalam proses pemecahan air, khususnya oksida logam transisi seperti nikel ferit (NiFe2O4), menunjukkan potensi tinggi dalam reaksi evolusi oksigen (OER) untuk meningkatkan efisiensi reaksi pemecahan air. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sintesis nanopartikel nikel ferit melalui metode elektrokimia dengan reaktor kontinu, menggunakan delapan elektroda plat besi dalam konfigurasi bipolar dengan larutan nikel sulfat pada pH 10 sebagai elektrolit. Fokus utama penelitian adalah menyelidiki pengaruh tegangan sintesis dan laju aliran elektrolit terhadap pembentukan partikel, yang diuji menggunakan metode linear sweep voltammetry (LSV) dan cyclic voltammetry (CV). Selain itu, karakterisasi sifat fisikokimia partikel hasil sintesis dilakukan melalui X-ray diffraction (XRD) untuk menganalisis komposisi fasa dan ukuran kristalnya. Performa elektrokatalis terbaik diperoleh dari tegangan sintesis 63 V dan laju alir 11,8 mL/menit, yang telah berhasil mensintesis nanopartikel nikel ferit dan menunjukkan performa elektrokatalitik OER yang menjanjikan, meliputi: luas permukaan aktif secara elektrokimia (ECSA) terbesar dengan nilai 14,806 m2/gr, overpotensial OER terendah sebesar 471,71 mV pada 100 mA/cm2, dan koefisien transfer muatan terbesar yaitu 0,545. Hasil ini menunjukkan bahwa nikel ferit yang disintesis menggunakan reaktor elektrokimia kontinu memiliki aktivitas OER yang baik, sehingga berpotensi meningkatkan efisiensi dalam proses pemecahan air.
========================================================================================================================================
The continuous increase in global energy demand has significantly escalated the consumption of fossil fuels, resulting in detrimental effects on the environment and the depletion of natural resources. As an alternative, hydrogen has been identified as a promising solution for renewable energy, particularly through water electrolysis technology. The use of electrocatalysts in water splitting processes, especially transition metal oxides such as nickel ferrite (NiFe2O4), has shown great potential in the oxygen evolution reaction (OER) to enhance water splitting efficiency. This study aims to develop the synthesis of nickel ferrite nanoparticles via an electrochemical method using a continuous flow reactor. The system employed eight iron plate electrodes arranged in a bipolar configuration, with a nickel sulfate solution at pH 10 as the electrolyte. The main focus of this research is to investigate the effects of synthesis voltage and electrolyte flow rate on particle formation, evaluated using linear sweep voltammetry (LSV) and cyclic voltammetry (CV). Additionally, the physicochemical properties of the synthesized particles were characterized using X-ray diffraction (XRD) to analyze phase composition and crystal size. The best electrocatalytic performance was achieved at a synthesis voltage of 63 V and a flow rate of 11.8 mL/min, successfully synthesizing nickel ferrite nanoparticles with promising OER electrocatalytic properties, including: the highest electrochemically active surface area (ECSA) of 14.806 m2/g, the lowest OER overpotential of 471.71 mV at 100 mA/cm2, and the highest charge transfer coefficient of 0.545. These results demonstrate that nickel ferrite synthesized using a continuous electrochemical reactor exhibits excellent OER activity, indicating its potential to enhance the efficiency of water splitting processes.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	elektrolisis, nikel ferit, reaktor aliran, elektrokimia, elektrokatalis, pemecahan air, reaksi evolusi oksigen electrolysis, nickel ferrite, continuous reactor, electrochemistry, electrocatalyst, water splitting, oxygen evolution reaction.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD553 Electrochemistry. Electrolysis Q Science > QD Chemistry > QD569 Electrocatalysis.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Leo Yuda Utama
Date Deposited:	04 Aug 2025 11:15
Last Modified:	04 Aug 2025 11:15
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/126179

Actions (login required)

View Item