SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL TITANIUM DIOKSIDA (TiO2)MENGGUNAKAN METODE SONOKIMIA

SULASTRIYA, NINGSI (2013) SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL TITANIUM DIOKSIDA (TiO2)MENGGUNAKAN METODE SONOKIMIA. Diploma thesis, Universitas Andalas.

Text 366.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (6MB)

Abstract

i merupakan sebuah tantangan yang akan dihadapi pada abad ke-21 ini. Agar kebutuhan energi dapat terpenuhi maka perlu dikembangkan berbagai jenis energi alternatif terbarukan. Beberapa energi terbarukan yang berpotensi di Indonesia yakni: energi surya, energi air, biomassa, panas bumi, energi angin, dan energi samudera. Dari sekian banyak sumber energi terbarukan penggunaan energi melalui solar cell atau sel surya merupakan alternatif yang paling potensial (Septina, dkk., 2007). Konversi energi surya menjadi energi listrik merupakan solusi ideal untuk menghasilkan energi yang bersih dan murah. Hal ini dikarenakan, jumlah energi matahari yang sampai ke bumi sangat besar, sekitar 700 Megawatt setiap menitnya. Bila dikalkulasikan, jumlah ini 10.000 kali lebih besar dari total konsumsi energi dunia (Septina, dkk., 2007). Sampai saat ini, sudah dikembangkan tiga jenis sel surya antara lain: sel surya persambungan semikonduktor p-n (solid state p-n junction), sel surya fotoelektrokimia, dan sel surya tersensitasi dye (Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC) (Ensang, 2009). Dari ketiga jenis sel surya tersebut, DSSC merupakan salah satu kandidat potensial sel surya generasi mendatang, karena tidak memerlukan 3 material dengan kemurnian tinggi sehingga biaya proses produksinya relatif rendah dibandingkan jenis lain (Septina, dkk., 2007). Absorbsi cahaya dan separasi muatan listrik pada DSSC terjadi dalam proses terpisah. Absorbsi cahaya dilakukan oleh molekul dye dan separasi muatan oleh anorganik semikonduktor nanokristal yang mempunyai bandgap (pita energi) lebar. Salah satu semikonduktor ber-bandgap lebar yang sering digunakan yaitu Titanium Dioxide (TiO2). Material TiO2 umum digunakan karena inert, tidak berbahaya, murah, tahan korosi kimia, dan fotokorosi serta memiliki karakteristik optik yang baik (Grätzel, 2003). Morfologi lapisan TiO2 menjadi perhatian beberapa peneliti karena mempengaruhi nilai efsiensi sel surya yang akan dihasilkan. Saat ini, telah dikembangkan TiO2 dengan berbagai morfologi antara lain nanotube (Jiputti, dkk., 2008; Abdullah, 2009), nanowire, nanofiber dan lain-lain. Morfologi yang paling baik adalah bentuk nanowire atau nanotube dengan arah yang tegak lurus bidang permukaan substrat, sehingga semakin memudahkan injeksi elektron dari dye ke TiO2 (Grätzel, 2003). Partikel TiO2 sebaiknya memiliki permukaan yang luas dan dalam fase anatase sehingga lebih banyak dye yang mampu diabsorbsi dan arus foto yang dihasilkan menjadi lebih besar (Septina, dkk., 2007). Selain itu, struktur nanopartikel TiO2 yang memiliki nilai keseragaman tinggi menjadikan dye terabsorbsi lebih baik. Salah satu cara untuk memperluas permukaan absorbsi adalah dengan memperkecil/mereduksi ukuran partikel TiO2 dalam skala 4 nanometer yaitu kecil dari 100 nm. Hal tersebut berefek pada arus foto yang akan dihasilkan pada DSSC. Pesatnya perkembangan riset nanomaterial menuntut adanya metode sintesis partikel nano yang dapat digunakan dengan biaya produksi murah, cepat, sederhana, morfologi seragam, struktur kristalitas tinggi, kemurnian fase, dan tingkat keberhasilan sintesis yang tinggi. Dari beberapa metode sintesis nanopartikel, metode sonokimia lebih memenuhi kriteria tersebut dibandingkan dengan metode sintesis lain seperti (Suslick dan Price, 1999). Sintesis nanopartikel TiO2 berhasil dilakukan oleh Ensang (2009) menggunakan metode sonokimia dengan suhu pemanasan sebesar 500 °C di dalam tanur. Pada penelitian ini didapatkan bahwa perlakuan variasi daya dan waktu paparan ultrasonik pada larutan sampel memberikan pengaruh terhadap sifat kristal TiO2 yang terbentuk. Namun pengaruh lama pemanasan sampel dengan suhu 500 °C belum diketahui. Oleh karena itu, dalam penelitian akan dilakukan identifikasi karakter sampel terhadap variasi lama waktu pemanasan sampel di dalam tanur dengan temperatur 500 °C. Gelombang ultrasonik pada sonikasi diperkirakan memiliki kemampuan membangkitkan semacam rongga di dalam larutan yang berfungsi untuk membantu meningkatkan keseragaman ukuran partikel TiO2 dalam skala nanometer. Sintesis nanopartikel TiO2 menggunakan metode sonokimia diharapkan dapat memaksimalkan fungsi TiO2 pada DSSC sehingga menghasilkan efesiensi yang lebih baik.

Actions (login required)

View Item