Text

Pengaruh Konsentrasi Asam Askorbat Pada Pembuatan Cu2O dan Aplikasi Pemecahan Air Secara Fotoelektrokimia Pada Lapis Tipis Fotokatoda

---

ABSTRAK

Manusia berusaha mencari energi pengganti yang ramah lingkungan karena
cadangan energi fosil yang semakin menipis. 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 minimal 1,5- 2,5 eV. Salah satu
semikonduktor oksida logam berbasis tembaga adalah tembaga (I) oksida, yang
memiliki kelebihan, diantaranya digunakan sebagai material semikonduktor, tidak
beracun, proses sintesis mudah, biaya produksi murah dan memiliki bandgap sekitar
2;2,1;2,2;2,35 dan 2,45 eV. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh asam
askorbat dalam pembuatan semikonduktor Cu2O, membuat semikonduktor lapis tipis
Cu2O dengan menggunakan metode spin-coating, karakterisasi semikonduktor Cu2O
dengan UV-Vis, XRD, SEM dan EDX dan Mengaplikasikan lapis tipis Cu2O sebagai
fotokatoda dalam pemecahan air secara elektrokimia
Metode dalam pembuatan lapis tipis Cu2O terdiri atas beberapa tahap, yakni
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 variasi asam askorbat berpengaruh pada
semikonduktor Cu2O telah berhasil disintesis, semakin banyak penambahan asam
askorbat, rendemen yang dihasilkan semakin banyak. Dari hasil sintesis, didapatkan
Cu2O pada C1 (konsentrasi lebih kecil dari Cu2+) memililki 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. Kemudian hasil analisis EDX menunjukkan bahwa
sampel mengandung unsur Cu dan O masing-masing sebesar 73,97% : 26,03%;
79,89% : 20,11% dan 98,43% : 1,57%.
Kata kunci: asam askorbat, Cu2O, lapis tipis, spin coating, water splitting

ABSTRACT

Humans are trying to find a replacement energy that is environmentally
friendly because fossil energy reserves are increasingly depleting. Hydrogen energy
has great potential for renewable energy sources. One way to obtain hydrogen is
through an electrochemical water splitting process to convert solar energy into
hydrogen. In the process of photoelectrochemical water splitting, semiconductor
electrodes must have a bandgap of at least 1.5 - 2.5 eV. One of the copper-based
metal oxide semiconductors is copper (I) oxide, which has advantages, including
being used as a semiconductor material, non-toxic, easy synthesis process, low
production costs and having a bandgap of about 2; 2,1; 2,2; 2,35 and 2,45 eV. The
purpose of this study was to determine the effect of ascorbic acid in the manufacture
of Cu2O semiconductors, to make Cu2O thin layer semiconductors using spin-coating
methods, characterization of Cu2O semiconductors with UV-Vis, XRD, SEM and
EDX and to apply Cu2O thin layers as a photocatode in electrochemical water
splitting.
The method in making Cu2O thin film consists of several steps, namely
making home made spin coater, synthesis of Cu2O powder by mixing Fehling A and
Fehling B and adding ascorbic acid as a reducing agent, making Cu2O thin film over
spin coating and finally annealing process.
The results of this study are variations in ascorbic acid affect semiconductor
Cu2O has been successfully synthesized, the more addition of ascorbic acid, the more
yield produced. From the synthesis results, Cu2O at C1 (concentration smaller than
Cu2 +) has a yield of 95.69%, yield of Cu2O at C2 (concentration equal to Cu2 +)
96.2% and the yield for Cu2O at C3 (concentration greater than Cu2 +) is 99.82%.
The resulting photon currents in the addition of 3,6 and 9% ascorbate solutions were
1.18; 1.69 and 1.78 mA / cm2 at 0.3 V vs RHE (Reversible Hydrogen Electrode).
The results of X-ray diffraction analysis showed that samples containing Cu2O C3
showed an average grain size of 17.55 nm. Meanwhile, Cu2O C1 has an average
grain size of 38.99 nm and in Cu2O C2 shows an average grain size of 36.42 nm. The
results of SEM analysis showed the presence of Cu2O with cube and flower-like
morphology. Then the EDX analysis showed that the samples contained Cu and O
elements respectively 73.97%: 26.03%; 79.89%: 20.11% and 98.43%: 1.57%.
Keywords: ascorbic acid, Cu2O, thin layer, spin coating, water splitting

---

Ketersediaan

1728C20III

1728 C 20iii

Perpustakaan FSM Undip (Referensi)

Tersedia

Informasi Detail

Judul Seri

Kimia

No. Panggil

1728 C 20iii

Penerbit

: ., 2020

Deskripsi Fisik

-

Bahasa

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Klasifikasi

658.4038

Tipe Isi

-

Tipe Media

-

Tipe Pembawa

-

Edisi

-

Subjek

FOOD-BIOTECHNOLOGY

Info Detail Spesifik

-

Pernyataan Tanggungjawab

Kharisma Luthfiaratri Rahayu

Versi lain/terkait

Lampiran Berkas

Komentar

---

Anda harus masuk sebelum memberikan komentar