PENGARUH ASAM ASKORBAT PADA PEMBUATAN CU2O DAN APLIKASINYA SEBAGAI LAPIS TIPIS UNTUK PEMECAHAN AIR SECARA FOTOELEKTROKIMIA

Kharisma Luthfiaratri Rahayu, Abdul Haris, Gunawan Gunawan, Khabibi Khabibi, Didik Setiyo Widodo

Abstract


Energi hidrogen mempunyai potensi yang besar untuk sumber energi terbarukan. Salah satu cara untuk memperoleh hidrogen adalah melalui proses pemecahan air secara elektrokimia untuk mengkonversi energi matahari menjadi hidrogen. Pada proses pemecahan air secara fotoelektrokimia, elektroda semikonduktor harus memiliki bandgap 1,5- 2,5 eV. Salah satu semikonduktor oksida logam berbasis tembaga adalah tembaga (I) oksida, yang memiliki bandgap sekitar 2;2,1;2,2;2,35 dan 2,45 eV. Tujuan penelitian ini adalah menentukan pengaruh asam askorbat dalam pembuatan semikonduktor Cu2O, membuat semikonduktor lapis tipis Cu2O dengan menggunakan metode spin-coating dan mengaplikasikannya sebagai fotokatoda dalam pemecahan air secara elektrokimia. Beberapa tahap penelitian yang dilakukan adalah pembuatan spin coater home made, sintesis serbuk Cu2O dengan pencampuran Fehling A dan Fehling B serta ditambahkan asam askorbat sebagai agen pereduksi, pembuatan lapis tipis Cu2O diatas spin coating dan terakhir proses annealing. Hasil dari penelitian ini adalah semikonduktor Cu2O telah berhasil disintesis. Penambahan askorbat berpengaruh pada arus foton dan potensial onset semikonduktor Cu2O yang diaplikasikan sebagai fotokaatoda Cu2O. Dari hasil sintesis, didapatkan Cu2O pada C1 (konsentrasi lebih kecil dari Cu2+) memililiki rendemen 95,69%, rendemen Cu2O  pada C2 (konsentrasi sama dengan  Cu2+)  96,2% dan rendemen untuk Cu2O pada C3 (konsentrasi lebih besar dari Cu2+)  adalah 99,82%. Arus foton yang dihasilkan pada penambahan 3,6 dan 9 % larutan askorbat secara berturut – turut sebesar 1,18; 1,69 dan 1,78 mA/ cm2 pada 0,3 V vs RHE (Reversible Hydrogen Electroda). Hasil analisis difraksi sinar X menunjukkan bahwa sampel mengandung Cu2O C3 menunjukkan ukuran bulir rata-rata adalah 17,55 nm. Sedangkan, Cu2O C1 memiliki ukuran bulir rata-rata 38,99 nm dan pada Cu2O C2 menunjukkan ukuran bulir rata-rata 36,42 nm. Hasil analisis SEM menunjukkan adanya Cu2O dengan morfologi berbentuk kubus dan flower-like.


Keywords


Asam Askorbat, Cu2o, Pemecahan Air Secara Elektrokimiar & Semikonduktor

Full Text:

PDF

References


Sebastián, D., Suelves, I., Moliner, R., Lázaro, M. J., Stassi, A., Baglio, V., & Aricò, A. S. (2013). Optimizing the synthesis of carbon nanofiber based electrocatalysts for fuel cells. Applied Catalysis B: Environmental, 132, 22–27.

Septina, W., Prabhakar, R. R., Wick, R., Moehl, T., & Tilley, S. D. (2017). Stabilized solar hydrogen production with CuO/CdS heterojunction thin film photocathodes. Chemistry of Materials, 29(4), 1735–1743.

Choi, D. J., Kim, J.-K., Seong, H., Jang, M.-S., & Kim, Y.-H. (2015). The formation of Cu2O nanoparticles in polyimide using Cu electrodes via chemical curing, and their application in flexible polymer memory devices. Organic Electronics, 27, 65–71. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.orgel.2015.09.007

Vequizo, J. J. M., Zhang, C., & Ichimura, M. (2015). Fabrication of Cu2O/Fe–O heterojunction solar cells by electrodeposition. Thin Solid Films, 597, 83–87.

Luo, Y., Huang, Q., Li, B., Dong, L., Fan, M., & Zhang, F. (2015). Synthesis and characterization of Cu2O–modified Bi2O3 nanospheres with enhanced visible light photocatalytic activity. Applied Surface Science, 357, 1072–1079.

Izaki, M., Saito, T., Ohata, T., Murata, K., Fariza, B. M., Sasano, J., Shinagawa, T., & Watase, S. (2012). Hybrid Cu2O Diode with Orientation-Controlled C60 Polycrystal. ACS Applied Materials Interfaces, 4(7), 3558–3565. https://doi.org/10.1021/am3006093

Zhang, Z., Zhang, S., Liu, S., Wang, M., Fu, G., He, L., Yang, Y., & Fang, S. (2015). Electrochemical aptasensor based on one-step synthesis of Cu2O2aptamer nanospheres for sensitive thrombin detection. Sensors and Actuators B: Chemical, 220, 184–191.

Hsu, C.-L., Tsai, J.-Y., & Hsueh, T.-J. (2016). Ethanol gas and humidity sensors of CuO/Cu2O composite nanowires based on a Cu through-silicon via approach. Sensors and Actuators B: Chemical, 224(C), 95–102. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.10.018

Kaviyarasan, K., Anandan, S., Mangalaraja, R. V., Sivasankar, T., & Ashokkumar, M. (2016).Sonochemical synthesis of Cu2O nanocubes for enhanced chemiluminescence applications. Ultrasonics Sonochemistry, 29, 388–393.

Valvo, M., Rehnlund, D., Lafont, U., Hahlin, M., Edström, K., & Nyholm, L. (2014). The impact of size effects on the electrochemical behaviour of Cu 2 O-coated Cu nanopillars for advanced Li-ion microbatteries. Journal of Materials Chemistry A, 2(25), 9574–9586.

Mahmood, J., Li, F., Jung, S.-M., Okyay, M. S., Ahmad, I., Kim, S.-J., Park, N., Jeong, H. Y., & Baek, J.-B. (2017). An efficient and pH-universal ruthenium-based catalyst for the hydrogen evolution reaction. Nature Nanotechnology, 12(5), 441.

Kouti, M., & Matouri, L. (2010). Fabrication of nanosized cuprous oxide using fehling’s solution. [13]Zahmakiran, M., & Ozkar, S. (2009). Zeolite-confined ruthenium (0) nanoclusters catalyst: record catalytic activity, reusability, and lifetime in hydrogen generation from the hydrolysis of sodium

Arora, P., Singh, A. P., Mehta, B. R., & Basu, S. (2017). Metal doped tubular carbon nitride (tC3N4) based hematite photoanode for enhanced photoelectrochemical performance. Vacuum, 146, 570-577

Gopalakrishnan, K., Ramesh, C., Ragunathan, V., & Thamilselvan, M. (2012). Antibacterial activity of Cu2O nanoparticles on E. coli synthesized from Tridax procumbens leaf extract and surface coating with polyaniline. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 7(2), 833–839.

Noh, H.-B., Lee, K.-S., Chandra, D. P., Won, M.-S., & Shim, Y.-B. (2013). Application of a Cu-Co alloy dendrite on glucose and hydrogen peroxide sensors. Electrochimica Acta, 61, 36–43. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2011.11.066

Pehlivan, F. E. (2017). Vitamin C: An antioxidant agent. Vitamin C, 23–35.

Luurtsema, G. A. (1997). Spin coating for rectangular substrates. University of California Berkeley. Application Development for Skin Disease Using Backpropagation Neural Network Technique, Journal of Information Technology, vol 18, hal 152-159.

Hofmann, P. (2015). Solid state physics: an introduction. John Wiley & Sons

Serin, N., Serin, T., Horzum, Ş., & Celik, Y. (2005). Annealing effects on the properties of copper oxide thin films prepared by chemical deposition. Semiconductor Science and Technology, 20(5), 398.

I. N. Khamidah, M. C. Djunaidi, and K. Khabibi, "Pemanfaatan Kitosan Termodifikasi Asam Askorbat Sebagai Adsorben Ion Logam Kobalt (II) dan Nikel (II), (2017), " Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, vol. 14, no. 1, pp. 21-25, Apr. 2011.

Uemura, Y., Kido, D., Koide, A., Wakisaka, Y., Niwa, Y., Nozawa, S., Ichiyanagi, K., Fukaya, R., Adachi, S., & Katayama, T. (2017). Capturing local structure modulations of photoexcited BiVO 4 by ultrafast transient XAFS. Chemical Communications, 53(53), 7314–7317.




DOI: https://doi.org/10.33758/mbi.v15i6.1071

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


____________________________________________
MEDIA BINA ILMIAH
ISSN 1978-3787 (print) | 2615-3505( online)
Published by BINA PATRIA | Email: laloemipa@gmail.com

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

 

View My Stats