Pengaruh Massa Material Katalis Fe-N-C Dari Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Sumber Karbon Pada Pengujian Voltametri Terhadap Nilai Potensial Reaksi Reduksi Oksigen (ORR) Dari Direct Methanol Fuel Cell (DMFC)

Safira, Atika Dinda (2025) Pengaruh Massa Material Katalis Fe-N-C Dari Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Sumber Karbon Pada Pengujian Voltametri Terhadap Nilai Potensial Reaksi Reduksi Oksigen (ORR) Dari Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211012-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan akan energi alternatif yang efisien dan ramah lingkungan mendorong pengembangan sel bahan bakar seperti Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), di mana reaksi reduksi oksigen (ORR) menjadi tahap kritis yang memerlukan katalis aktif dan stabil. Material Fe–N–C (FeNC) telah banyak diteliti sebagai kandidat katalis non-logam mulia, terutama bila disintesis dari biomassa seperti pelepah kelapa sawit yang melimpah dan kaya karbon. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan massa material FeNC (1 mg dan 2,5 mg) terhadap performa elektrokatalitiknya pada reaksi ORR melalui pengujian voltametri. Pelepah kelapa sawit digunakan sebagai sumber karbon material Fe-NC. Sintesis dilakukan melalui tahapan pre-treatment pelepah kelapa sawit dengan NaOH 1,5% menggunakan metode hidrotermal, dilanjutkan sintesis FeNC melalui polimerisasi anilin dan pirolisis pada 850 °C. Karakterisasi XRD menunjukkan struktur grafitik karbon dan adanya ikatan Fe–N, yang diperkuat oleh spektrum FTIR pada 632 cm⁻¹ dan 1585–1608 cm⁻¹. Morfologi mesopori dengan diameter rata-rata 12,52 nm terdeteksi melalui SEM–EDX dengan distribusi unsur C, N, dan Fe yang homogen. Uji elektrokimia dilakukan dengan metode Rotating Disk Electrode (RDE) untuk mengetahui parameter potensial elektrokatalitik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa massa 2,5 mg memberikan hasil lebih optimal dengan nilai Eonset –0,10 V, E1/2 –0,30 V, dan potensial puncak –0,43 V (vs Ag/AgCl), serta melibatkan transfer 1,20 elektron. Hal ini menunjukkan bahwa massa material yang lebih besar memberikan aktivitas katalitik ORR yang lebih baik, meskipun jumlah elektron yang terlibat masih rendah.
========================================================================================================================
The growing need for efficient and environmentally friendly alternative energy has driven the development of fuel cell technologies such as Direct Methanol Fuel Cells (DMFC), in which the oxygen reduction reaction (ORR) plays a critical role and requires active and stable catalysts. Fe–N–C (FeNC) materials have been widely studied as promising non-noble metal catalysts, especially when synthesized from biomass such as oil palm fronds, which are abundant and rich in carbon. This study aims to investigate the effect of different FeNC catalyst masses (1 mg and 2,5 mg) on their electrocatalytic performance for ORR using voltammetry. Oil palm fronds were used as the carbon source for FeNC synthesis. The process involved pretreatment with 1.5% NaOH via a hydrothermal method, followed by polymerization of aniline and pyrolysis at 850 °C. XRD analysis revealed a graphitic carbon structure and Fe–N bonding, supported by FTIR spectra at 632 cm⁻¹ and 1585–1608 cm⁻¹. SEM–EDX results showed mesoporous morphology with an average pore diameter of 12.52 nm and a homogeneous distribution of C, N, and Fe elements. Electrochemical evaluation using the Rotating Disk Electrode (RDE) method showed that the 2,5 mg FeNC sample yielded better performance, with Eonset of –0.10 V, E1/2 of –0.30 V, and an oxygen reduction peak potential of –0.43 V (vs Ag/AgCl), involving the transfer of 1.20 electrons. These results indicate that a higher catalyst mass enhances ORR activity, although the number of electrons (n) involved remains relatively low.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	FeNC, Pelepah Kelapa Sawit, Katalis, Potensial Elektrokimia FeNC, Oil palm fronds, Catalyst, Electrochemical Potential
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD569 Electrocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Atika Dinda Safira
Date Deposited:	05 Aug 2025 01:03
Last Modified:	05 Aug 2025 01:03
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127039

Actions (login required)

View Item