PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN DANA LOKAL ITS TAHUN 2020 JUDUL PENELITIAN

(1)

i

PROPOSAL

PENELITIAN UNGGULAN

DANA LOKAL ITS TAHUN 2020

JUDUL PENELITIAN

PENGEMBANGAN MATERIAL KOMPOSIT CaCO

3

/TiO

2

DENGAN

CAMPURAN PEROVSKITE CaTiO

3

UNTUK APLIKASI FOTOKATALIS

DAN SEL SURYA

Tim Peneliti:

Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T. (Teknik Fisika/Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa/ITS)

Lizda Johar Mawarani, S.T., M.T. (Teknik Fisika/Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa /ITS)

Vania Mitha Pratiwi, S.T., M.T. (Teknik Material/Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa /ITS)

Ruri Agung Wahyuono, S.T., M.T. (Teknik Fisika/Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa /ITS)

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

(2)

ii HALAMAN PENGESAHAN

PROPOSAL PROGRAM PENELITIAN UNGGULAN DANA LOKAL ITS TAHUN 2020

1. Judul Penelitian : Pengembangan Material Komposit CaCO3/TiO2 dengan

Campuran Perovskite CaTiO3 untuk Aplikasi Sel Surya dan

Fotokatalisis 2. Ketua Tim

a. Nama : Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T.

b. NIP : 197409031998022001

c. Pangkat/Golongan : Penata Tingkat 1/IIId d. Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

e. Jurusan : Teknik Fisika

f. Fakultas : Fakultas Teknologi Industri g. Laboratorium : Rekayasa Bahan

h. Alamat Kantor : Teknik Fisika i. Telp/HP/Fax : 087857637847 3. Jumlah anggota : 2 orang 4. Jumlah mahasiswa yang terlibat : 2 orang 5. Sumber dan Jumlah dana penelitian yang diusulkan

a. Dana Lokal ITS 2018 Rp. 110.000.000,00

b. Sumber lain Rp. –

Jumlah Rp. 110.000.000,00

Mengetahui, Surabaya, 28 Februari 2020

Kepala Laboratorium Ketua Tim peneliti,

Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T. Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T.

NIP. 197409031998022001 NIP. 197409031998022001

Mengesahkan, Menyetujui,

Direktur Riset dan Pengabdian Kepala Pusat Penelitian Material Maju

Masyarakat ITS dan Teknologi Nano

Agus Muhamad Hatta, ST, MSi, PhD Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng NIP. 1978809022003121002 NIP. 196702031991021001

(3)

iii RINGKASAN

Besarnya potensi energi surya di Indonesia dengan rerata iradiasi tahuanan sebesar 4.8 kWh/m2_{/hari membuat pengembangan nanomaterial untuk teknologi sel surya maupun}

fotokatalisis sebagai bidang riset yang menjanjikan. Khususnya di Indonesia, pengembangan teknologi sel surya generasi ketiga yaitu dye-sensitized solar cell (DSSC) menjadi alternatif yang menarik karena proses fabrikasinya yang mudah dan murah, dimana semikonduktor berbasis ZnO ataupun TiO2 umumnya digunakan sebagai material anodanya. Namun demikian,

efisiensi konversi DSSC masih lebih rendah dibandingkan sel surya Si karena besarnya laju reaksi rekombinasi. Selain itu, material semikonduktor berbasi TiO2 juga jamak digunakan

sebagai katalis untuk proses fotodegradasi limbah organik. Pada penelitian ini, komposit nano CaCO3/TiO2 dengan ekses perovskite CaTiO3 dikembangkan sebagai material penyusun DSSC

(untuk lapisan tipis penghambat rekombinasi) dan fotokatalis untuk proses fotodegradasi limbah pewarna organik. Preparasi komposit menggunakan metode sol-gel dan karakterisasi sifat mikroelektronik, fisika, kimia dan optik diuji secara komprehensif menggunakan XRD, XRF, UV-Vis, BET, FTIR, Raman, SEM dan (HR)TEM, serta cyclic voltammetry. Performansi komposit nano CaCO3/TiO2 dengan ekses perovskite CaTiO3 diuji sebagai lapisan

antirekombinasi pada sel surya melalui karakterisasi kurva arus tegangan dan spektrum impedansi. Performansi material komposit sebagai fotokatalis diuji pada UV fotoreaktor untuk fotodegradasi limbah pewarna organik, seperti methylene blue serta brilliant green. Uji fotokalisis akan dilakukan untuk konsentrasi katalis dan limbah organik yang berbeda-beda, serta akan dilakukan studi kinetika adsorbsi dan degradasi limbah organik untuk memahami mekanisme kerja fotokalis berbasis komposit nano CaCO3/TiO2 dengan ekses perovskite

CaTiO3.

(4)

iv DAFTAR ISI Halaman Pengesahan ii Ringkasan iii Bab I Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah 4

1.3 Tujuan 4

1.4 Relevansi 5

1.5 Luaran 5

Bab II Tinjauan Pustaka 6

2.1 Perkembangan Sel Surya 6

2.2 Perovskite Kalsium Titanate (CaTiO3) 7

2.3 Fotokatalisis Berbasis Material CaTiO3 9

2.4 Dye-Sensitized Solar Cells 10

2.5 Peta Jalan Penelitian dan Ringkasan Penelitian Terdahulu 11

Bab II Metode Penelitian 17

3.1 Preparasi Komposit CaCO3/TiO2 dengan Perovskite CaTiO3 17

3.2 Karakteriasi Material Komposit CaCO3/TiO2 dan Perovskite CaTiO3 18

3.3 Pengujian Aktivitas Fotokatalisis untuk Degradasi Pewarna Organik 19 3.4 Fabrikasi dan Karakterisasi Dye-Sensitized Solar Cells 20 3.5 Analisis Kinetika Adsorpsi dan Fotodegradasi Pewarna Organik dengan Katalis

Komposit CaCO3/TiO2 -Perovskite CaTiO3 21

3.6 Ringkasan Kegiatan Utama Penelitian, Sarana Pendukung dan Indikator Ketercapaian Penelitian 22

Bab IV Organisasi, Jawal, dan Anggaran Biaya 24

4.1 Organisasi Tim Peneliti 24

4.2 Jadwal Penelitian 25

4.3 anggaran Biaya 26

Daftar Pustaka 28

(5)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam dekade akhir, material fotokatalis banyak dikembangkan untuk pemanfaatan energi surya, baik dalam aplikasi konversi energi maupun fotokatalisis pendegradasi limbah organik. Terlebih, pemanfaatan energi surya di Indonesia dengan intensitas radiasi rataan sekitar 4.8 kWh/m2/hari tentu menjadi alasan kuat lainnya yang mendukung signifikansi pengembangan material fotokatalis. Dalam kaitannya untuk aplikasi fotokatalisis pendegradasi limbah organik, hal ini bersesuaian dengan pertumbuhan industri tekstil dan produk tekstil pada skala nasional mengalami peningkatan yang cukup konsisten dari tahun ke tahun dengan nilai produk domestik bruto rata-rata sebesar 2,49% (Hakim, 2015). Pada tahun 2017, Asosiasi Pertekstilan Indonesia menilai terjadi kenaikan jumlah ekspor sebesar US$0,5 miliar dari US$11,8 miliar di tahun 2016 beriringan dengan produksi tekstil yang mengalami penambahan dari tahun 2016 ke 2017 sebesar 32% (BPS, 2018).

Tabel 1. Polutan pada Limbah Industri Tekstil

Sumber: Global Business Guide Indonesia (Tekstil Progress, 2019)

Peningkatan jumlah produksi tekstil di atas tentunya juga berakibat pada bertambahnya jumlah limbah produksi tekstil dari tiap tahap proses produksi tekstil. Secara umum, air limbah industri tekstil mengandung komponen aromatis, hidrokarbon halogen, dan logam. Komponen aromatis ini biasanya disebabkan oleh pemakaian zat warna dengan konsentrasi di atas 1 mg/L karena 10-15% pewarna larut ke dalam air limbah selama proses pewarnaan (Patel, 2015).

(6)

2 Seperti yang telah diketahui, industri tekstil menggunakan bahan kimia dan air dalam jumlah besar untuk membentuk limbah setelah diproses, sektor ini menjadi salah satu penyumbang pencemaran air terbesar di dunia. Dalam industri tekstil, sekitar 2000 bahan kimia digunakan, termasuk pewarna, zat transfer dan aditif, dengan sekitar 25% dari jumlah bahan kimia yang diproduksi digunakan (Chinese National Textile and Apparel Council, 2016). Menurut perkiraan Bank Dunia, operasi pencelupan menyumbang 17-20% polusi air dengan 72 zat kimia beracun dalam limbah dan 30 diantaranya tidak dapat di deteksi.

Pada umumnya, limbah zat warna yang dihasilkan dari industri tekstil merupakan senyawa organik non-biodegradable yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan terutama lingkungan perairan (Wijaya, 2006). Limbah cair zat warna tekstil dapat memberikan masalah tersendiri karena zat warna tekstil berbahaya bagi makhluk hidup, khusunya manusia. Limbah zat warna tekstil menjadi perhatian tersendiri dikarenakan struktur aromatik pada zat warna sulit terdegradasi. Selain itu sebagian besar zat warna dibuat agar mempunyai resistensi terhadap pengaruh lingkungan seperti efek pH, suhu dan mikroba (Qodri, 2011). Dalam industri tekstil, methylene blue (MB) dan pewarna AZO seperti brilliant green dan crystal violet merupakan zat warna yang sering digunakan dan sangat berbahaya jika terpapar langsung melalui kulit, mata atau tertelan (Aprilia, 2012). Dampak dari paparan yang terjadi dapat berupa iritasi pada kulit, iritasi pada mata, iritasi saluran pencernaan dan bahaya kanker hati (Stockle, 2014). Penanganan limbah cair lingkungan industri tekstil menjadi area fokus peneliti menemukan solusi dalam mengurangi dampak jumlah limbah organik, khususnya zat pewarna dari tekstil. Teknologi pengolahan limbah cair yang telah dilakukan antara lain menggunakan proses biologi, kimia, fisika dan kombinasi dari ketiga proses tersebut. Metode secara konvensional seperti adsorpsi dan penggunaan lumpur aktif (active sludge) telah banyak dilakukan, tetapi hasilnya kurang efektif (Moertinah, 2010). Adapun metode adsorpsi kurang begitu efektif karena adsorbat yang terakumulasi di dalam adsorben, demikian pula proses koagulasi dan sedimentasi, pada akhirnya dapat menimbulkan persoalan baru. Metode lumpur aktif juga kurang efektif karena diperlukan waktu yang cukup lama serta diketahui beberapa jenis limbah zat warna memiliki sifat resisten untuk didegradasi secara biologis (Elias, 2001).

Sebagai alternatif dari metode di atas, degradasi pewarna organik menggunakan fotokatalis merupakan salah satu pilihan yang efektif. Material fotokatalis pun beragam, seperti TiO2, WO3, ZnO, CaO, CuO, hingga NiO. Untuk menggabungkan beberapa sifat optis, kimia

dan fisika dari fotokatalis tersebut, pilihan pengembangan material komposit pun menarik untuk dikembangkan. Dalam usulan penelitian ini, komposit difokuskan pada perpaduan material nano TiO2 dan CaCO3 yang pada proses preparasinya memungkinkan terbentuknya

(7)

3 perovskite CaTiO3. Sementara komposit CaCO3/TiO2 dalam aplikasi fotokatalisis telah diteliti

sbelumnya, studi terkait aplikasi perovskite CaTiO3 untuk fotodegradasi limbah organik sangat

terbatas. Beberapa penelitian lain terkait pemanfaatan CaTiO3 telah menarik perhatian cukup

besar karena kelebihannya dalam beberapa sifat yakni luminescent, dielektrik, sifat optik, biokompatibilitas, fotostabilitas yang baik (Sutanto, 2017, Kumar 2017). Struktur CaTiO3 juga

menunjukkan daya hamburan yang lebih rendah, penyerapan cahaya dan luas permukaan yang tinggi sehingga memungkinkan peningkatan sensitivitas cahaya untuk aktivitas fotokatalitik (Kanhere, 2014, Fatimah 2018). Tipe perovskite CaTiO3 merupakan photocatalyst berbasis

semikonduktor material yang menarik karena celah pita energi yang lebar (3.5 eV) dengan posisi pita konduksi (CB) negatif terhadap potensial reduksi H+/H2 dan posisi pita valensi (VB)

positif terhadap potensi oksidasi O2/H2O (Han, 1998, Yan, 2018). Sebagai hasilnya, CaTiO3

berpotensi untuk inisiasi reaksi evolusi hydrogen (H2)/oksigen(O2) fotokatalitik yang efisien

dari pemisahan air serta degradasi fotokatalitik polutan organik (Huang, 2014, Zhou 2018).

Gambar 1.1 Skema pemanfaatan campuran komposit CaCO3/TiO2 dengan perovskite CaTiO3

sebagai lapisan penghambat rekombinasi pada sel surya berikut dengan struktur sel surya (kanan) yang akan diteliti.

Selain sebagai fotokatalis, komposit CaCO3/TiO2 dan/atau perovskite CaTiO3 juga dapat

dimanfaatkan untuk optimisasi performansi sel surya, dalam hal ini struktur dye-sensitized solar cell (DSSC). Pada perekayasaan semikonduktor untuk anoda DSSC, penggunaan material ZnO cukup menjanjikan dikarenakan sifat fisika yang lebih baik dibandingkan TiO2,

(8)

4 menghasilkan tegangan yang lebih besar, mobilitas elektron yang sangat cepat sehingga berpotensi mengurangi faktor rekombinasi, serta memiliki struktur dan morfologi yang dapat diubah-ubah menyesuaikan kondisi sintesis (Anta dkk, 2012; Hagfeldt dkk, 2010). Namun demikian, oleh karena konsentrasi cacat permukaan yang menjadi pusat reaksi rekombinasi sangat tinggi pada ZnO, maka laju rekombinasi pun tidak dapat dibendung oleh mobilitas elektron yang cepat. Beberapa penelitian memanfaatkan asam chenodioxylic sebagai penghalang rekombinasi, tetapi sifat asam menyebakan korosi pada permukaan ZnO dan menginduksi agregasi dengan molekul sensitisasi. Langkah pasivasi permukaan dengan material insulator seperti alumina juga telah diselidiki, akan tetapi teknik pasivasi ini membutuhkan peralatan dan sistem yang cukup mahal, yakni atomic layer deposition, sehingga menghilangkan fitur DSSC yang dikenal sebagai teknologi fabrikasi yang murah. Pada penelitian ini, komposit CaCO3/TiO2 dengan ekses perovskite CaTiO3 akan diuji sebagai

lapisan penghalang rekombinasi. Potensi ini dapat dilihat dalam ilustrasi Gambar 1.1, yaitu posisi pita konduksi komposit CaCO3/TiO2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan pita

konduksi ZnO berimplikasi pada energi bebas Gibbs yang endergonik (reaksi tidak spontan). Dengan demikian, lapisan tipis komposit CaCO3/TiO2 diharapkan dapat meminimalkan reaksi

rekombinasi dan meningkatkan efisiensi DSSC.

1.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas, perumusan masalah yang dikaji pada penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana komposisi campuran komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite CaTiO3 yang

optimal untuk dijadikan material penghambat rekombinasi pada sel surya.

2. Bagaimana aktivitas fotokatalisis dari campuran komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite

CaTiO3.

Agar pelaksanaan penelitian menjadi fokus tanpa mengurangi maksud dan tujian penelitian, maka batasan permasalahan penelitian ini adalah:

1. Aplikasi sel surya yang dimaksud adalah dye-sensitized solar cells dengan fotoanoda dari material ZnO dan elektrolit dari pasangan redoks I3-/I-.

2. Fotokatilis diuji untuk fotodegradasi limbah organik meliputi methylene blue dan brilliant green (turunan dari pewarna dengan gugus AZO) dengan penyinaran sinar UV buatan.

1.3 Tujuan

(9)

5 1. Mengetahui komposisi komposisi campuran komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite

CaTiO3 yang optimal untuk dijadikan material penghambat rekombinasi pada sel surya.

2. Menguji aktivitas fotokatalisis dari campuran komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite

CaTiO3 dalam proses fotodegradasi limbah organik.

1.4 Relevansi

Relevansi penelitian ini terdiri dari beberapa hal antara lain sebagai berikut.

1. Relevansi pada ilmu dasar adalah diperolehnya material baru dengan karakteristik fisika, optis dan elektrik/elektronik yang sesuai untuk teknologi sel surya dan katalis.

2. Mendukung pengembangan material maju untuk teknologi energi terbarukan serta teknologi pengolahan air tercemar limbah organik.

1.5 Target Luaran

Luaran yang diharapkan dari penelitain ini adalah sebagai berikut.

1. Diperoleh komposisi campuran komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite CaTiO3 yang

optimal untuk dijadikan material penghambat rekombinasi pada sel surya serta untuk aplikasi fotokatalisis pendegradasi pewarna organik.

2. Publikasi hasil penelitian pada seminar internasional dan jurnal internasional terindeks scopus (Q1).

(10)

6 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perkembangan Sel Surya

Sel surya merupakan suatu perangkat semikonduktor yang memiliki kemampuan mengubah radiasi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan mengikuti prinsip photovoltaic (PV). Energi yang dipancarkan oleh cahaya matahari dengan panjang gelombang λ dan frekuensi photon V terdiri dari biasan foton-foton yang memiliki tingkat energi yang berbeda-beda. Perbedaan tingkat energi dari foton cahaya inilah yang akan menentukan panjang gelombang dari spektrum cahaya. Ketika foton mengenai permukaan sel surya, maka foton tersebut dapat dibiaskan, diserap ataupun diteruskan menembus sel surya. Foton yang terserap oleh sel surya inilah yang akan memicu timbulnya energi listrik. Pada dasarnya mekanisme konversi energi cahaya terjadi akibat adanya perpindahan elektron bebas di dalam suatu atom. Sel surya umumnya menggunakan material semikonduktor sebagai penghasil elektron bebas (Zamrani, 2013). Teknologi pertama yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti adalah teknologi yang menggunakan bahan silikon kristal tunggal. Teknologi ini mampu menghasilkan sel surya dengan efisiensi sangat tinggi. Namun masalah terbesar yang dihadapi dalam pengembangan silikon kristal tunggal ini adalah mahalnya biaya produksi sehingga dikembangkan teknologi menggunakan wafer silikon poli kristal. Wafer silikon poli kristal dibuat dengan teknologi casting berupa balok silikon dan dipotong-potong dengan metode wire-sawing menjadi kepingan (wafer) dengan ketebalan sekitar 250-350 mikrometer. Dengan teknologi ini dapat diperoleh sel surya yang lebih murah meskipun tingkat efisiensinya lebih rendah jika dibandingkan dengan silikon kristal tunggal, yaitu sekitar 16-20%. Teknologi ini lebih merupakan generasi pertama yang lebih dahulu dan telah lama diteliti sehingga menjadikan teknologi solar sel berbasis silikon banyak dikembangkan oleh peneliti dan dunia industri. Saat ini panel surya berbasis silikon memiliki masa aktif hingga 25 tahun (Yang, 2017).

Generasi kedua sel surya adalah dengan menggunakan teknologi lapisan tipis (thin film). Teknologi pembuatan sle surya dengan lapisan tipis ini dimaksudkan untuk mengurangi biaya pembuatan solar sel mengingat teknologi ini hanya menggunakan kurang dari 1% bahan baku silikon. Metode yang sering digunakan dalam pembuatan silikon jenis lapisan tipis ini adalha dengan plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) dari gas silane dan hidrogen. Lapisan yang dibuat dengan metode ini menghasilkan silikon yang tidak memiliki arah orientasi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon. Saat ini, efisiensinya hanya

(11)

7 mencapai 12 -14% (NREL, 2015), Gambar 2.1. Tidak seperti teknologi sel surya lainnya yang memiliki efisiensi masih rendah dan lambat dalam perkembangannya, perovskite solar cell (PSC) dapat mencapai 22% dalam beberapa tahun penelitian. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.1, pada tahun 2006, PSC pertama mengkonversi 2.2% cahaya ke listrik dan pada tahun 2016, PSC mampu mencapai efisiensi sebesar 22.1%, lebih tinggi dari efisiensi sel surya silikon amorf. Grafik menunjukkan kenaikan yang meroket dibandingkan dengan kebanyakan teknologi lainnya dalam waktu yang relatif singkat. Sedangkan secara teori, PSC akan mampu mencapai efisiensi hingga 31% bahkan lebih (Yang, 2017).

Gambar 2.1 Perkembangan teknologi sel surya dari segi efisiensi dalam kurun waktu 40 tahun terakhir . Sumber: National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2020

2.2 Perovskite Kalsium Titanate (CaTiO3)

Material perovskite kalsium titanat (CaTiO3) merupakan senyawa induk dari kelompok

senyawa perovskite. CaTiO3 disebut dengan keramik dielektrik dengan nilai konstanta

dielektrik sebesar 170 dimana dielectric loss bernilai kecil dan koefesien temperature frekuensi resonansi yang tinggi, sehingga dapat bekerja pada gelombang mikro. Nilai pita energi (band gap) dari senyawa ini sebesar 3,5 eV dan baik untuk meningkatkan efisiensi fotokatalik (Zhang, 2010). Kalsium titanat memiliki titik leleh 1975˚C, massa molar 135,94 g mol-1, densitas

(12)

8 sebesar 4,1 g cm-3_{(padatan) dan tidak larut dalam air (LTS, 2015). Untuk sintesis CaTiO}

3

digunakan metode sol-gel. CaTiO3 disintesis dengan mencampurkan CaCO3 dan TiO2 sesuai

stoikiometri ke dalam mortar poselin (Ali, 2005). Sifat kristal CaTiO3 dipengaruhi oleh

beberapa faktor antara lain, kemurnian, sistem kristal, homogenitas dan sebaran ukuran serbuk kristal. CaTiO3 ditemukan dalam 4 jenis kelompok diantaranya ortorombik (Pbnm),

ortorombik (Cmcm), tetragonal (I4/mcm) dan kubik (Pm3 m). Diantara keempatnya, fase kubik terbentuk pada temperatur yang tinggi (diatas 1300oC) dan fase stabil yang dapat terbentuk pada temperatur ruang adalah fase ortorombik (Pbnm) (Gralik, 2014).

(a) (b)

Gambar 2.2 (a) Struktur Kristal Perovskite, ABX3 dan (b) Struktur Perovskite CaTiO3 (Ca:

Ungu; O: Merah; Ti: Abu -Abu) (Inorganic Chemistry Second Edition, 2005)

Sel surya tipe perovskite dengan ukuran relatif kecil dengan strukturnya yang berbentuk kubik dan umumnya akan mengalami satu atau lebih fase struktur (terdegradasi), terutama pada temperatur rendah, namun dari penelitian tahun 2017 membuktikan bahwa sel surya perovskite skala besar tidak terdegradasi selama setahun (Wolfram, 2006). Dialam, salah satu material perovskite yang dapat dijumpai adalah kalsium titanat (CaTiO3), peneliti sekarang pun

mencoba untuk mensistesis material perovskite tersebut. Rumus struktur perovskite adalah ABX3 Gambar 2.2 (a) dan (b), dimana A dan B adalah kation logam dan X sebagai anion

oksigen. Material perovskite adalah perangkat yang bertindak sebagai eletrolit untuk menyerap cahaya matahari sehingga mengeksistasi hole (muatan positif) dan elektron (muatan negatif). Elektron akan menuju Electron Transport Material (ETM) umumnya berupa logam oksida seperti TiO2 dan ZnO yang berperan sebagai n-type semikonduktor. TiO2 dipilih karena

memiliki kemampuan fotokatalitik yang tinggi dengan nilai band gap sebesar 3,2 eV (Gambar 2.2 b), selain itu stabilitas kimia dan termal yang tinggi serta murah dan tidak beracun. Sementara hole akan menuju Hole Transport Material (HTM) umumnya berupa material

(13)

9 organik seperti Spiro-OMeTAD atau FDA yang berperan sebagai p-type. Untuk katoda dan anoda yang sering digunakan adalah Indium Tin Oxide (ITO) atau Fluorine Tin Oxide (FTO) sebagai anoda dan logam emas (Au) atau perak (Ag) sebagai katoda. (FTO) sebagai anoda dan logam emas (Au) atau perak (Ag) sebagai katoda.

(a) (b)

(c)

Gambar 2.2 (a) Struktur Perangkat PSC, (b) Skema Kerja PSC, (c) Perpindahan Elektron dan Hole pada PSC (Etgar Research Group, 2012)

2.3 Fotokatalisis Berbasis Material CaTiO3

Fotokatalisis didefinisikan sebagai fotoreaksi (reaksi yang memanfaatkan absorbsi energi cahaya ultraviolet (UV) yang dipercepat oleh adanya katalis untuk menurunkan energi aktivasi sehingga mempercepat proses reaksi. Namun, intensitas sinar UV di sinar matahari sangat kecil jadi membutuhkan waktu lebih lama. Reaksi fotokatalisis merupakan sistem reaksi heterogen karena limbah yang diproses berfasa cair sedangkan katalis yang digunakan berfasa padatan. Pada hakikatnya, proses fotokatalisis mirip dengan proses fotosintesis pada tumbuhan. Mekanisme fotokatalisis secara sederhana diilustrasikan pada Gambar 2.3 sesuai dengan beberapa skema mekanisme yang sudah ada sebelumnya (Dutta, 2009). Jenis katalis yang digunakan dalam proses fotokatalisis sering disebut dengan fotokatalis. Fotokatalis dideskripsikan sebagai bahan semikonduktor yang dapat aktif dengan adanya iluminasi oleh radiasi sinar. Aktivasi ini menghasilkan reaksi oksidasi-reduksi (Ohama dan Gemert, 2011).

(14)

10 Gambar 2.3 Mekanisme fotokatalis secara umum berbasis material semikonduktor

Material yang biasanya digunakan sebagai fotokatalis adalah semikonduktor. Semikonduktor bertipe-n (electron donation) apabila dikenai sinar atau foton dengan energi yang sesuai atau melebihi energi celah pita material fotokatalis, maka elektron akan tereksitasi dari keadaan dasar atau grund state (pita valensi) ke tingkatan energi yang lebih tinggi atau excited state (pita konduksi) menghasilkan hole (h+). Dalam tahap ini energi celah pita atau band gap energy menunjukkan panjang gelombang dari sinar yang efektif terserap pada material fotokatalis. Setelah elektron dan hole terpisah, sebagian besar elektron dan hole ini akan berinteraksi kembali di permukaan atau bulk partikel atau yang disebut dengan efek rekombinasi. Masing-masing, baik elektron atau hole, akan mengalami proses reduksi dan oksidasi ke substrat. Tahapan fotokatalisis secara umum meliputi (1) Perpindahan massa reaktan dari fasa curah ke permukaan katalis (difusi eksternal), (2) Permindahan massa reaktan dari permukaan katalis ke pori-pori katalis (difusi internal), (3) Adsorpsi reaktan, (4) Reaksi permukaan, (5) Desorpsi produk, (6) Perpindahan massa dari pori-pori ke permukaan katalis.

2.4 Dye-Sensitized Solar Cells

Teknologi konversi energi surya generasi ketiga yang murah dan andal menjadi salah satu topik hangat dalam perkembangan sel surya lapisan tipis. Salah satu bentuk sel surya lapisan tipis adalah sel surya berpewarna tersensitisasi (SSPT) atau lebih jamak disebut dye-sensitized solar cell (DSSC) (Grätzel 1991). DSSC terdiri dari fotoanoda yang terbuat dari semikonduktor tipe-n (umumnya TiO2 dan ZnO), molekul pewarna (S), elektrolit (I3-/I-) dan elektroda

pembanding (Pt). Berbeda dengan sel surya berbasis Si, pemisahan muatan pada DSSC terjadi pada banyak antarmuka. Arus listrik pada DSSC dihasilkan dari injeksi elektron (S*|TiO2 →

S-|TiO2 + eCB (TiO2)) setelah fotoeksitasi elektron molekul pewarna oleh radiasi cahaya (S + hv

(15)

11 dengan penangkapan elektron oleh senyawa penerima dalam elektrolit (3S-|TiO2 + I3- → S|TiO2

+ 3I-). Namun demikian, terdapat mekanisme rekombinasi (intersepsi elektron) yang memungkin terjadi antara elektron pada pita konduksi dengan senyawa I3- dalam elektrolit

sehingga mengurangi nilai arus foto yang dihasilkan DSSC. Dalam perkembangan DSSC, terdapat ruang improvisasi untuk memperoleh efisiensi yang lebih tinggi diantaranya perekayasaan semikonduktor, struktur molekul pewarna, pasangan reduksi-oksidasi elektrolit dan material elektroda pembanding (Hagfledt dkk, 2010; Wahyuono dkk, 2016).

Gambar 2.4 Mekanisme kerja pada dye-sensitized solar cell.

2.5 Peta Jalan Penelitian dan Ringkasan Penelitian Terdahulu

Dalam rencana induk riset nasional (RIRN) terbaru, teknologi material maju salah satu poin utama yang akan dikembangkan. Beberapa poin penting dalam pengembangan penelitian teknologi material maju meliputi untuk aplikasi energi dan lingkungan bersesuaian dengan peta jalan penelitian unggulan ITS. Adapun usulan penelitian pengembangan material komposit untuk aplikasi sel surya dan fotokatalisis ini juga sejalan dengan peta jalan penelitian di laboratorium rekayasa bahan, Departemen Teknik Fisika ditunjukkan pada Gambar 2.5.

(16)

12 Gambar 2.5 Peta jalan penelitian pengembangan piranti diagnosis klinis berbasis µPAD

(17)

13 Tabel 2. 1 Penelitian Terdahulu Material Fotokatalis

No Nama Peneliti Judul Ringkasan Hasil Referensi

1. Fatimah. I Rahmadianti. Y Pudiasari R.A

Photocatalyst of Perovskite CaTiO3 Nanopowder

Synthesized from CaO derived from Snail Shell in

Comparison with The Use of CaO and CaCO3

Mensintesis nanomaterial CaTiO3

berbasis CaO dari cangkang siput dan TiO2 dengan menggunakan reaksi stoikiometri campuran padatan dan proses kalsinasi pada suhu 200°C selama 2 jam. Analisis karakterisasi material dilakukan dengan menggunakan uji SEM,

XRD, dan FT-IR.

Hasil sintesis CaTiO3 dapat

mendegradasi zat warna methylene blue dengan metode mekanisme solid - state yang ramah lingkungan, mudah, dan murah. Fatimah, 2020 2. Djarwanti Cholid. S Aniek Yuniati Photocatalytic Degradation of Organic Compound Pollutant in Wastewater by Using TiO2 Nanoparticles in a Thin Film Flowing System

Degradasi fotokatalitik senyawa organik dalam air limbah industri dengan menggunakan katalis TiO2 pada reaktor alir kontinyu dengan TiO2 nanopartikel yang diimobilisasikan pada dinding luar tabung. Analisis menggunakan sinar UV sebagai sember radiasi.

Hasil degradasi limbah dengan menggunakan TiO2 nanopartikel

menunjukan bahwa konsentrasi awal degradasi semakin tinggi maka menunjukkan laju degradasi yang semakin rendah. Djarwanti, 2009 3. Francielly Roussenq Mario Borlafa Maria Isabel Nietob Antonio Pedro.N Rodrigo Moreno

Synthesis of CaTiO3 and

CaTiO3/TiO2 nanoparticulate

compounds through Ca2+/_TiO 2

colloidal sols: Structural and

Sintesis nanomaterial CaTiO3 dan

CaTiO3/TiO2 dengan menggunakan

metode sol-gel koloid Ca2+_{/ sol TiO} 2

nanopartikulat. Cryogel yang diperoleh dari masing masing sol dikalsinasi pada suhu 300-900°C. Analisis struktutal dan morfologi material menggunakan XRD dan mikroskop electron transmisi.

Hasil sintesis senyawa CaTiO3 dan

CaTiO3/TiO2 dipengaruhi oleh

konsentrasi kalsium pada proses sintesis dan pengaruh suhu kalsinasi pada sifat struktural material. Analisiss fotokatalitik pada λ = 254 nm.

Cesconeto, 2017

(18)

14 Tabel 2. 2 Penelitian Terdahulu (Lanjutan)

4. Qiangqiang Wang Shihua Xu Fenglei Shen Preparation and characterization of TiO2 photocatalysts co-doped with iron (III) and lanthanum for the degradation of organic pollutants

Sintesis fotokatalis TiO2 dengan Fe3+ dan

La menggunakan metode sol-gel yang sederhana. Analisis karakterisasi struktus menggunakan uji XRD, Spektroskopi raman, UV-Vis, dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS). Fotokatalitik aktivitas sampel dievaluasi dengan degradasi metilen blue dalam air dengan menggunakan cahaya tampak (> 420 nm) dan sinar UV.

Sintesis fotokatalis TiO2 dengan Fe 3+

dan La menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang tinggi. Sehingga dapat mendegradasi limbah polutan organik metilen blue dengan rekombinasi permukaan material pada sinar UV yang dominan disbanding dengan sinar tampak. Wang, 2011 5. Maged. A Ibrahim M Kamel R Shaymaa E Ola Ibrahim Hind A Rasha R

Sol-gel TiO2 decorated on eggshell nanocrystal as engineered

adsorbents for removal of acid dye

Modifikasi limbah cangkang telur yang telah dikalsinasi dengan TiO2 (titanium dioksida) menggunakan metode sol-gel dengan distribusi in-situ dan nano hibrida (TiO2-CES).

Hasil sintesis limbah cangkang telur yang telah dikalsinasi (CES) dan TiO2 (Titanium Dioksida) dapat digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan asam anionik nilon merah (AN57) dengan efisiensi degradasi sebesar 99,89 %. El-Kemary, 2017 6. Jinlong Zhang Yongmei Wu Ling Xiao Feng Chen Preparation and characterization of TiO2 photocatalysts by Fe3+ doping together with Au deposition for the degradation of organic pollutants

Sintesis fotokatalis TiO2 dengan Fe3+ dan

Au dengan menggunakan metode sol-gel untuk mendegradasi polutan organik berupa 2,4-dichlorophenol.

Sintesis fotokatalis TiO2-Fe3+

dan Au menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang tinggi untuk mendegradasi limbah polutan organik 2,4-dichlorophenol pada kombinasi permukaan material dibawah sinar UV yang dengan λ=284 nm

Zhang, 2009

(19)

15 7. Sambandam A

Thirugnanasamb- andam. S

Teresa Lana .V

Synthesis of TiO2/WO3

Nanoparticles via Sonochemical Approach for the Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Under Visible Light Illumination

Mensitesis nanopartikel TiO2 dan

WO3 menggunakan metode

ultrasonic, pada suhu ruangan. Analisis material menggunakan uji XRD yang disesuaikan dengan pola WO3 monoklinik dan TiO2

berbentuk rutile.

Nanopartikel TiO2/WO3 terdiri

dari campuran bentuk persegi dan partikel heksagonal pada λ= 8-12 nm. Aktivitas fotokatalik

TiO2/WO3 dapat mendegradasi zat

warna limbah MB pada sinar tampak dengan konstanta laju degradasi 6.72 × 10-4 S-1.

(20)

16 Tabel 2.2 Penelitian Terdahulu Sel Surya

No Nama dan

Tahun Publikasi Hasil

1 Im dkk, 2011 Material: Pemanfaatan perovskite CH3NH3PbI3 dengan hole

transport material (HTM) I-/I-3 pada aplikasi sel surya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perovskite CH3NH3PbI3 yang

diaplikasikan pada PSC menghasilkan efisiensi sel surya sebesar 6,5%.

2 Jeng dkk, 2014 Material: Pemanfaatan perovskite CH3NH3PbI3 dengan hole

transport material (HTM) NiOx pada aplikasi sel surya. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa perovskite CH3NH3PbI3 yang

3 Seok dkk, 2014 Material: Pemanfaatan perovskite CH3NH3PbI3 dengan hole

transport material (HTM) PTAA pada aplikasi sel surya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perovskite CH3NH3PbI3 yang

4 Zhang dkk, 2015 Material: Pemanfaatan perovskite NH2CH=NH2PbI3 dengan hole

transport material (HTM) P3HT pada aplikasi sel surya. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa perovskite NH2CH=NH2PbI3 yang

5 Nida dkk, 2016 Material: Pemanfaatan perovskite CH3NH3PbI3 dengan hole

transport material (HTM) Spiro-OmeTAD pada aplikasi sel surya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perovskite CH3NH3PbI3 yang

6 Warisman, 2017 Material: Pemanfaatan perovskite BaSnO3 pada aplikasi sel surya.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perovskite BaSnO3 yang

(21)

17 BAB III

METODE PENELITIAN

Sebagai pendahuluan penelitian, studi literatur dilakukan secara komprehensif mengenai perkembangan fotokatalis berbasis komposit CaCO3/TiO2 maupun perovskite CaTiO3. Adapun

penelitian ini disusun sesuai dengan kerangka berpikir berikut:

Gambar 3.1 Diagram alir pelaksanaan penelitian pengembangan komposit CaCO3/TiO2 dan

perovskite CaTiO3.

3.1 Preparasi Komposit CaCO3/TiO2 dengan Perovskite CaTiO3

Tahap sintesa komposit CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3 terdapat beberapa tahap yaitu

sampel CaCO3 dan TiO2 ditimbang sesuai perhitungan stoikometri. Varibel yang ditetapkan

(22)

18 aquadest, sedangkan TiO2 dilarutkan dalam EtOH 96% sebanyak 100ml. Kedua larutan yang

telah dipersiapkan, kemudian dicampur melalui proses pengadukan selama 2 jam hingga diperoleh larutan yang homogen. Larutan selanjutnya diendapkan, dicuci dengan aquadest beberapa kali dan dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 100oC selama 2jam. Setelah proses pengeringan, dilakukan tahap penggerusan menggunakan mortar-pestle yang bertujuan memperoleh butiran halus dan lebih homogen. Kemudian dilakukan proses kalsinasi secara bertahap menggunakan furnance pada suhu 700 dan 900°C selama 2 jam.

Gambar 3.2 Skema tahapan untuk preparasi komposit CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3

menggunakan sintesis kimia basah.

3.2 Karakteriasi Material Komposit CaCO3/TiO2 dan Perovskite CaTiO3

Morfologi komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3 dianalisa dengan pemindaian

mikroskop elektron (Scanning Electrone Microscopy SEM, tipe FEI Inspect 21). Kondisi pengukuran adalah 100 kV pada berbagai perbesaran skala magnifikasi. Analisis komposisi unsur dilakukan menggunakan (NEXQC+QuantEZ) jenis Rigaku X-Ray Fluorescence (XRF), pada 10kV accelerating voltage. Karakteristik permukaan dan pori dari komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan perovskite CaTiO3 diuji menggunakan pengukuran isoterm adsorpsi dan

desorpsi N2 (Brunauer-Emmett-Teller (BET), Nova Instrument) serta analisis BJH pada kurva

desorpsi untuk menentukan distribusi ukuran pori. Karakteristik elektrokimia dari komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3 diuji menggunakan teknik cyclic voltammetry (CV)

dimana density of states dari pita valensi dan konduksi dari material dapat diaproksimasikan. Analisa struktur kristal dan derajat kristalinitas sample dilakukan dengan menggunakan X-ray

(23)

19 diffraction (XRD, PAN analytical type X'Pert Pro) dioperasikan pada 40V, dan 40mA. Karakteristik optik dan elektronik material diuji dengan analisa absorpsi yang diukur menggunakan UV/vis spektrofotometer (Rayleigh UV-9200) dan OceanOptics (USB2000) serta spektrum absorbansi IR diukur menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer (Thermo Nicolet) pada rentang bilangan gelombang 4000-400 cm-1. Selain itu, material juga akan diuji menggunakan Raman spektroskopi (StellarNet, HR-TEC spectrometer) dengan eksitasi laser 785 nm.

3.3 Pengujian Aktivitas Fotokatalisis untuk Degradasi Pewarna Organik

Tahapan awal dalam uji aktivitas fotokatalitik adalah serbuk komposit CaCO3/TiO2

dengan CaTiO3 yang telah dibuat ditimbang massanya menggunakan neraca analitik sebanyak

(0.5, 1.0, 1.5 dan 2.0gram). Kemudian padatan dicampurkan ke dalam larutan polutan organik dimana digunakan methylene blue (MB) dan brilliant green yang terlarut dalam air sebagai media polutan. Setelah itu campuran dipindahkan ke dalam wadah prototype yang telah dibuatdan disinari di bawah paparan sinar ultraviolet (UV) dengan waktu sesuai dengan variabel yang telah ditentukan (seperti terlihat dalam Gambar 3.3).

Gambar 3.3 Desain reaktor yang digunakan untuk menguji aktivitas fotokatalitik CaTiO3 pada

degradasi zat pewarna methylene blue dan brilliant green.

Agar aktivitas fotokatalis lebih efisien, ditambahkan magnetic stirrer di dalam tabung reaktor tersebut sehingga kontak larutan pewarna organik lebih dengan katalis lebih homogen selama proses pemaparan berlangsung. Selain itu, pengadukan juga memicu aktivitas fotokatalisis pada partikel komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3. Pemaparan

dilakukan pada tempat tertutup yang terisolasi dari cahaya. Sumber cahaya yang digunakan berasal dari sinar UV. Lama waktu pemaparan yang digunakan sesuai dengan variabel yang telah ditentukan yakni 40 menit. Pengujian zat warna hasil degradasi dilakukan menggunakan

(24)

20 spektrofotometer (UV-Vis). Instrumen ini mengukur absorbansi larutan methylene blue dan brilliant green dengan menggunakan panjang gelombang serapan pada rentang 300-800nm. Dengan uji tersebut akan diketahui transmitansi dan absorbansi dari zat warna yang telah didegradasi sehingga dapat diketahui berapa tingkat efektifitas larutan prekursor yang digunakan. Proses pengujian aktivitas fotokatalisis diilustrasikan sebagai berikut.

Gambar 3.4 Skema tahapan proses pengujian degradasi pewarna organik menggunakan komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3 dalam reaktor UV.

3.4 Fabrikasi dan Karakterisasi Dye-Sensitized Solar Cells

DSSC difabrikasi dengan struktur berlapis (sandwich). Pasta ZnO dengan pelarut ethanol dan DEG dideposisikan pada substrat FTO (F-doped tin oxide) dengan luas aktif 20 mm2

menggunakan metode doctor-blade serta kemudian dianil pada temperatur 450C selama 1 jam untuk mendapatkan elektroda ZnO. Selanjutnya lapisan CaCO3/TiO2 dan perovskite CaTiO3

dideposisikan di atas elektroda ZnO dan kembali dipanaskan pada 100C selama 10 menit. Pada tahapan sensitisasi, elektroda ZnO dipanaskan pada temperatur 80C kemudian direndam dalam larutan 0.5 mM N719 dengan pelarut etanol selama 1 jam. Elektroda ZnO yang telah direndam kemudian diangkat dan dibersihkan dengan etanol untuk menghilangkan ekstrak yang tidak terserab secara kimia. Selanjutnya elektroda ZnO disandwich dengan elektroda pembanding Pt. Elektroda pembanding disiapkan dengan melapiskan larutan 10 mM hydrogen hexachloroplatinate (IV) hydrate (H2PtCl6, 99.9%) dalam pelarut 2-propanol pada substrat kaca

(25)

21 dilakukan pengujian arus-tegangan, elektrolit pasangan redoks I3-_//I-_{diinjeksikan ke dalam sel.}

Adapun elektrolit ini terdiri dari 0.5 M tert-butylammonium iodide, 0.1 M Lithium iodide, 0.1 M iodine and 0.5 M 4-tert-butylpyridine yang dilarutkan dalam pelarut asetonitril. Pengujian arus-tegangan dilakukan menggunakan potensiostat Kethley dengan iradiasi solar simulator 100 mW.cm-2 menggunakan filter AM1.5.

Gambar 3.5 Skema pelapisan pasta komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3 di atas

lapisan anoda ZnO untuk fabrikasi DSSC.

3.5 Analisis Kinetika Adsorpsi dan Fotodegradasi Pewarna Organik dengan Katalis Komposit CaCO3/TiO2 -Perovskite CaTiO3

Reaksi fotokatalis komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3 berlangsung dalam

sistem heterogen dan laju reaksinya dipengaruhi oleh adsorpsi reaktan pada permukaan katalis. Namun, dalam penelitian ini tidak dilakukan percobaan untuk menghitung nilai K, sehingga perhitungan dilakukan dengan pendekatan sistem homogen mengikuti orde reaksi pertama (n=1). Kinetika pengaruh komposisi fotokatalis komposit partikel CaCO3/TiO2 dengan CaTiO3

dievaluasi dengan menggunakan persamaan Pseudo First Order, yaitu: 𝑟 =−𝑑𝐶

𝑑𝑡 = 𝐾. 𝐶

𝑛

dengan K adalah tetapan laju reaksi dan n adalah orde reaksi. Orde reaksi dan tetapan laju reaksi ditentukan dari integrasi persamaan laju reaksi menjadi persamaan linear, sedangkan nilai K diperoleh dari kemiringan kurva yang dihasilkan. Kurva ln (Ct/Co) terhadap waktu

pada berbagai konsentrasi material kemudian dianalisis lebih lanjut.

Sebagai pembanding, model kinetika lainnya yaitu Langmuir- Hinshelwood (L-H) juga akan digunakan untuk fitting data eksperimen degradasi pewarna organik:

(26)

22 𝐶𝑒 𝑞𝑒 = 1 𝐾𝐿𝑞𝑚 + 𝐶𝑒 𝑞𝑚

dengan qm adalah konstanta Langmuir terkait kapasitas adsorpsi (mg g-1), KL adalah laju reaksi

penyerapan (mg L-1), qe adalah konsentrasi pewarna pada kondisi ekuilibrium pada katalis, dan

Ce adalah konsentrasi pewarna pada kondisi ekuilibrium dalam larutan (mg L-1).

3.6 Ringkasan Kegiatan Utama Penelitian, Sarana Pendukung dan Indikator Ketercapaian Penelitian

Kegiatan penelitian, sarana yang digunakan dan peneliti yang bertanggung jawab serta indikator ketercapaian penelitian secara ringkas digambarkan pada tabel berikut.

Tabel 3.1 Kegiatan penelitian pengambangan komposit CaCO3/TiO2 dan Perovskite CaTiO3

No Uraian Kegiatan Peralatan dan Tempat Pelaksanaan Indikator Ketercapaian/Luaran 1. Sintesis dan preparasi

komposit CaCO3/TiO2 dan

perovskite CaTiO3

Laboratorium Rekayasa Bahan TF ITS, Alat:

Perlengkapan sintesis kimia, furnace Penanggung Jawab:

Ketua Peneliti

Sediaan serbuk komposit CaCO3/TiO2

dan perovskite CaTiO3

2. Karakterisasi sifat optik, elektronik, elektrokimia, dan fisik

Laboratorium Rekayasa Bahan TF ITS, Laboratorium Karakterisasi Material – T. Material ITS

Laboratorium Energi ITS Alat:

XRD, SEM, FTIR, XRF, HRTEM, Raman, BET, Potensiostat/Galvanostat Penanggung Jawab: Anggota Peneliti 1 Peranti µPAD terdekorasi komposit kitosan/grafaena 3. Pengujian fotodegradasi pewarna organik dalam reaktor UV

Laboratorium Rekayasa Bahan TF ITS Alat:

Spektrometer UV/vis, Fotoreaktor UV Penanggung Jawab:

Anggota Peneliti 2

Sampel larutan pewarna terdegradasi, spektrum absorpsi larutan dari waktu ke waktu

(27)

23 4 Fabrikasi dan karakterisasi

sel surya (DSSC)

Laboratorium Rekayasa Bahan TF ITS Laboratorium Sentral Univ. Negeri Malang

Alat:

Solar simulator, Sourcemeter, Potentiostat/galvanostat Penanggung Jawab: Anggota Peneliti 3

Kurva arus tegangan, dan data impedansi

5 Penulisan laporan penelitian dan artikel ilmiah untuk seminar dan jurnal internasional

Laboratorium Rekayasa Bahan TF ITS Alat:

PC

Penanggung Jawab: Ketua dan Anggota Peneliti

Laporan penelitian, artikel di prosiding internasional terindeks, dan artikel di jurnal internasional terindeks

(28)

24 BAB IV

ORGANISASI TIM, JADWAL, DAN ANGGARAN BIAYA

4.1 Organisasi Tim Peneliti

Organisasi tim peneliti pada tabel di bawah ini dimaksudkan untuk menjamin tercapainya tujuan dan luara-luaran yang diharapkan dari penelitian.

Tabel 4.1 Tugas dan alokasi waktu tim peneliti

No Nama

Jabatan

Dalam Tim Tugas Penelitian

NIP

Alokasi Waktu, Jam/Minggu 1. Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti,

ST, MT

Ketua Tim Peneliti

Tugas utama yang berkaitan dengan manajemen pelaksanaan penelitian yaitu:

• Menjamin anggota peneliti yang terlibat melakukan tanggung jawab penelitian-nya dengan baik.

• Menjamin bahwa semua aktivitas pada research plan dilaksanakan dengan baik dan tercapai tujuannya. • Merintis/menjaga kolaborasi dengan

pihak yang terlibat dalam penelitian. Tugas utama berkaitan dengan teknis penelitian yaitu:

• Mengkoordinasikan proses pelaksanaan penelitian dan bertanggung jawab atas pengambilan data-data penelitian.

• Melakukan evaluasi terhadap hasil sintesis dan karakterisasi material. • Menulis artikel untuk diseminasi

penelitian.

197409031998022001 10

2. Lizda Johar mawarani, S.T., M.T.

Anggota Tim Peneliti

• Bekerjasama dengan ketua tim peneliti dalam mengatur dan mengelola keuang-an ykeuang-ang digunakkeuang-an dalam pelakskeuang-anakeuang-an penelitian.

• Mengkoordinasikan pembuatan laporan kemajuan dan laporan akhir penelitian. Tugas utama berkaitan dengan teknis penelitian yaitu:

• Bertanggung jawab atas sintesis dan preparasi komposit CaTiO3/TiO2

• Melakukan karakterisasi material komposit.

(29)

25 3 Vania Mitha Pratiwi, S.T.,

M.T.

• Bertanggung jawab atas pengujian aktivitas fotokatalis

• Melakukan analisis kinetika adsorpsi dan degradasi pewarna organik

1889201812021 10

3 Ruri Agung Wahyuno, S.T., M.T.

• Bertanggung jawab atas fabrikasi dan karakterisasi sel surya (termasuk EIS) • Melakukan analisis performansi sel

surya

1990022120140410001 10

4.2 Jadwal Penelitian

Tabel 4.2 Rencana pelaksanaan penelitian

No Kegiatan Bulan ke –

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Sintesis TiO2, ZnO dan preprasi CaCO3

dari cangkang telur

2 Preparasi komposit CaCO3/TiO2 dan

perovskite CaTiO3

3 Karakterisasi material menggunakan XRD, SEM, BET, TEM, spektroskopi IR dan UV/vis

4 Analisis karakterisasi elektronik, optik, dan fisika material komposit CaCO3/TiO2

dan perovskite CaTiO3

(30)

26 6 Preparasi, perakitan dan karakterisasi sel

surya (kurva IV)

7 Karakterisasi sel surya menggunakan spektroskopi impedansi (EIS)

8 Interpretasi hasil karakterisasi/uji performansi sel surya

9 Uji fotodegradasi methylene blue dan brilliant green dengan katalis komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite CaTiO3

10 Interpretasi hasil dan analisis kinetika fotodegradasi senyawa organik menggunakan katalis komposit CaCO3/TiO2 dan perovskite CaTiO3

11 Penulisan laporan akhir penelitian 12 Diseminasi untuk seminar internasional 13 Diseminasi hasil penelitian pada jurnal

internasional 4.3 Anggaran Biaya

Anggaran penelitian pada tahun pertama ini sebesar Rp. 110.000.000,00 dengan rincian yang ditunjukkan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Rincian anggaran biaya pelaksanaan penelitian Bahan Habis Pakai

No Uraian Vol Satuan Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)

1 ZnAc.2H2O 1 paket (500 g) 1.000.000 1.000.000

2 TiO2 (US Nano, 5 nm) 1 paket (200 g) 2.500.000 2.500.000

3 Dietilen Glikol 1 paket (3 L) 700.000 700.000

4

Standar elektrolit I3-/I

-(Solaronix) 1

Paket (100

mL) 3.500.000 3.500.000

5 Chloroform dan Acetonitrile 1 L 500.000 500.000

6 Kaca TCO 10 Pack 1.500.000 15.000.000

7 Ethanol absolut 1 L 1.500.000 1.500.000

8 PEG MW 4000 1 paket 200.000 200.000

9 Sealant (Surlyn Polymer) 1 paket (10 pcs) 2.000.000 2.000.000

10 Kaca TCO-Pt 5 Pack 1.500.000 3.000.000

11

Peralatan sintesis penunjang

(gelas becker, erlenmeyer, dll) 1 paket 500.000 500.000

12 Mikropipet 1 paket 3.500.000 3.500.000

13 Karakterisasi EIS 8 Sampel 500.000 4.000.000

14 Karakterisasi FTIR 8 sampel 150.000 1.200.000

15 Karakterisasi XRD 8 sampel 200.000 1.600.000

16 Karakterisasi Raman 8 sampel 500.000 4.000.000

(31)

27

18 Karakterisasi XRF 8 sampel 200.000 1.600.000

19 Karakterisasi SEM/EDX 8 sampel 600.000 4.800.000

20 Karakterisasi (HR)TEM 4 sampel 2.500.000 10.000.000

21 Uji spektroskopi UV/vs 90 sampel 50.000 4.500.000

Subtotal 70.100.000

Perjalanan/Transportasi

1

Pengiriman paket bahan habis

pakai (luar negeri) 1 paket 2.500.000 2.500.000

2

Perjalanan survey bahan dan

peralatan penunjang 1 paket 2.500.000 2.500.000

3

Perjalanan dan akomodasi untuk mengikuti seminar

nasional/internasional 1 paket 5.000.000 5.000.000

Subtotal 10.000.000

Lain-lain (Administrasi, Publikasi, Seminar,dan Kesekretariatan)

1 Kesekretariatan (ATK) 1 Paket 500.000 500.000

2

Pencetakan dan Penjilidan

Laporan 1 Paket 750.000 750.000

3

Publikasi Jurnal Internasional

(Catalyst, MDPI Swiss) 1 Open Acess 25.000.000 25.000.000

4 Seminar Internasional 1 Kali 3.750.000 3.750.000

Subtotal 30.000.000

(32)

28 DAFTAR PUSTAKA

Ali, R., Yashima, M., Space group and crystal structure of the Perovskite CaTiO3 from 296 to

1720 K, J. Solid State Chemistry, 178(9), 2867-2872, 2005.

Aprilia, N.I., Sumarni W., Susatyo, E. B., Sintesis Membran Padat Silika Abu Sekam Padi dan Aplikasinya Untuk Dekolorisasi Rhodamin B pada Limbah Cair. Indo. J. Chem Sci, 1(2), 164-165, 2012.

Badan Pusat Statistik, 2018. Pertumbuhan Produksi Industri Manufaktur Triwulan.

Calió, L., Kazim, S., Grätzel M., Ahmad, S., Hole-Transport Materials for Perovskite Solar Cells Angew. Chem. Int,. Ed. 255, 14522-14545, 2016.

Carp., Huisman, C.L., Reller, A., Photoinduced Reactivity of Titanium Dioxide, Prog. in Solid State Chem., 32, 33-177, 2004.

Cesconeto, F.R., Borlaf, M., Nieto, M.I., Oliveira, A.P.N.D., Moreno, R., Synthesis of CaTiO3

and CaTiO3/TiO2 nanoparticulate compounds through Ca2+/TiO2 colloidal sols:

structural and photocatalytic characterization. Ceramics International, 44(1), 301-309 2018.

Chinese National Textile and Apparel Council, 2016. [online] Available at: <http://www.ctei.cn/special/2016nzt/1107sznh/> [Accessed 22 Oktober 2019].

Chong, H., Jingjing, L., Wangjin, Y., Qianqian, W., He, Y., Xiangxi, X., Photocatalytic activity of CaTiO3 synthesized by solid state, sol-gel and hydrothermal methods. J. Sol-Gel

Science and Technology, 81, 806-813, 2017.

Dong, W.; Zhao, G.; Bao, Q.; Gu, X., Effects of morphology on the photocatalytic properties of CaTiO3 nano/microstructures. J. Ceram. Soc. Jpn. 124(4), 475-479, 2006.

Dong, S, J., Feng, M., Fan, Y., Pi, L., Hu, X., Han, M., Liu, J., Sun, J., Recent developments in heterogeneous photocatalytic water treatment using visible light responsive photocatalyst, a review, RSC Adv. 14610-14630, 2015.

Elias, Md.S., Penyingkiran Fenol terlarut dalam air melalui fotodegradasi menggunakan Titanium Dioksida (TiO2). Malaysian J. Analytical Sciences. 7(1), 1-6, 2001.

Etgar, L, Gao, P., Xue, Z., Peng, Q., Chandiran, A.K., Liu, B., Mesoscopic CH3NH3PbI3/TiO2

heterojunction solar cells, J Am Chem Soc, 134(42), 17396, 2012.

Fatimah, I.; Rahmadianti, Y.; Pudiasari, R. A., Photocatalyst of perovskite CaTiO3 nanopowder

synthesized from CaO derived from snail shell in comparison with the use of CaO and CaCO3. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 349, 1-7, 2018.

Gaikwad, S. S., Borhade, A. V., Gaikwad, V. B., A green chemistry approach for synthesis of CaTiO3 photocatalyst: its effects on degradation of methylene blue, phytotoxicity and

microbial study. Der Pharma Chemica. 4 (1), 184-193, 2012.

Gralik, G., Zanelli, C., Raupp-Pereira, F., Dondi, M., Labrincha, J.A., Hotza, D., Formation and Quantification of Calcium Titanate with The Perovskite Structure from Alternative Sources of Titanium, 21th CBECIMAT Brasil, 2014.

Han, C, Yang, H, Xue, X., Kinetics of photocatalytic degradation of methylene blue over CaTiO3. J. Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 30(5),1103-1107, 2015.

Hakim, A. R., 2015. Profil ringkas industri tekstil dan produk tekstil di Indonesia. Academia: 2.

(33)

29 Hiroshi, M., Kazushige, U., Masahiro, O., Chil Moon, S., Koichi, K., Masahiro, H., Hideo, H.,

Decomposition of water by a CaTiO3 photocatalyst under UV light irradiation,

Material Research Bulletin, 37(15), 2401-2406, 2002.

Huang, X. Yan, X.; Fang, Y.; Min, Y.; Wu, Z.; Li, W.; Yuan, J.; Tan, L., Synthesis of rodlike CaTiO3 with enhanced charge separation efficiency and high photocatalytic activity.

Int. J. Electrochem. Sci. 9, 5155-5163, 2014.

Is. F., Rismayanti, P. P., Rico, N. I., Photocatalyst of Perovskite CaTiO3 Nanopowder

Synthesized from CaO derived from Snail Shell in Comparison with The Use of CaO and CaCO3, IOP conference series, 2018.

Kanhere, P.; Chen, Z., A review on visible light active perovskite-based photocatalysts. Molecules. 19, 19995-20022, 2014.

Khalil, L.B., Mourad, W.E., Rophael, M.W., Photocatalytic Reduction of Environmental Pollutan Methylene blue Over Some Semiconductor Under UV visible Light Illumination. Appl. Catal. B: Environ., 17, 267-273, 1998.

Ku, Z., Rong, Y., Xu, M., Liu, T., Han, H., Full printable processed mesoscopic

CH3NH3PbI3/TiO2 heterojunction solar cells with carbon counter electrode, Scientifc

Report, 3(3132), 2013.

Kumar, A.; Kumar, S.; Bahuguna, A.; Kumar, A.; Sharma, V.; Krishnan, V., Recyclable, bifunctional composites of perovskite type N-CaTiO3 and reduced graphene oxide as

an efficient adsorptive photocatalyst for environmental remediation. Mater. Chem. Front. 1, 2391-2404, 2017.

Liu, Z., Shi, T., Tang, Z., Sun, B., Liao, G., Using a low-suhue carbon electrode forpreparing hole-conductor-free perovskite heterojunction solar cells under high relative humidity. Nanoscale, 8(13), 7017-23., 2016.

Maged, El-kemary, A., Ibrahim, El- mehassed, M., Kamel, R. Shoueir, Shyamaa, El-Shafey, E., Ola, Sl-Shafey, I., Hind, S. A., Sol-gel TiO2 decorated on eggshell nanocrystal as

engineered adsorbents for removal of acid dye, J. Disperison Science and Technology, 39(6), 911-921, 2017.

Mei, A., Li, X., Liu, L., Ku, Z., Liu, T., Rong, Y., A hole-conductor-free, fully printable mesoscopic perovskite solar cell with high stability, Science, 345(6194), 295-8, 2014. Moertinah, S., Djarwanti, Sartamtomo, Yuliastuti, R., Yuliasni, R., Peningkatan kinerja lumpur

aktif dengan penambahan karbon aktif dalam pengolahan air limbah industri tekstil pewarnaan dengan zat warna indigo dan sulfur, Jurnal Riset Industri, 4(1), 104-112, 2010.

Patel, H., Vashi, R. T., 2015. Characterization and treatment of textile wastewater. Elsevier: 3-5.

Qiang. Q., Fenglei, S., Shihua, X. Preparation and characterization of TiO2 photocatalysts co-

doped with iron (III) and lanthanum for the degradation of organic pollutants. Applied Surface Science, 257(17), 7671-7677, 2011.

Qodri, A. A., 2011. Fotodegradasi Zat Warna Remazol Yellow FG dengan Fotokatalis Komposit TiO2/SiO2. Skripsi. FMIPA. Universitas Sebelas Maret: Surakarta.

Sharad S. Gaikwad, Ashok V. Borhade, Vishwas B. Gaikwad. A green chemistry approach for synthesis of CaTiO3 Photocatalyst: its effects on degradation of methylene blue,

(34)

30 Stockle, 2014. Safety Data Sheet Rhodamine B (C.I.45170). Darmstadt: PanReac Apply Chem.

Germany.

Sucahya, T. N.; Permatasari, N.; Nandiyanto, A. B. D., Review: fotokatalis untuk pengolahan limbah cair. Jurnal Integrasi Proses. 6(1), 1-15, 2016.

Sutanto, K., 2017. Teknologi berbasis nanomaterial untuk remediasi dan pengolahan air,1-15. Takeshi, K., Kiyoshi, K., Masafumi, N., Atsusi, M., Hydrothermal synthesis of size- and shape-

controlled CaTiO3 fine particles and their photocatalytic activity, Cryst Eng.

Communication, 25, 711-718, 2014.

Tussa’adah, R.; Astuti., Sintesis material fotokatalis TiO2 untuk penjernihan limbah tekstil.

Jurnal Fisika Unand. 4(1), 91-96, 2015.

Wijaya, K., Utilisasi TiO2-Zeolit dan sinar UV untuk Fotodegradasi Zat Warna Congo Red,

TEKNOIN, 11(3), 199-209, 2006.

Wolfram,. Thomas., Electonic and optical properties of D-band perskovites, New York: Cambridge University Press, 2006.

Xin, Y., Ying, F., Xiaojun, H., Yahong, M., Synthesis of Rodlike CaTiO3 with Enhanced

Charge Separation Efficiency and High Photocatalytic Activity, International. J., Electrochemical Science, 9(9), 5155-5163, 2014.

Yang, Y., You, J., Make Perovskite Solar Cells Stable. Nature, 544, 155-156, 2017.

Yan, Y.; Yang, H.; Zhao, X.; Li, R.; Wang, X., Enhanced photocatalytic activity of surface disorder engineered CaTiO3. Mater. Res. Bull. 105, 286-290, 2018.

Yongmei, W., Jnglong, Z., Ling, X., Feng, C., Preparation and characterization of TiO2

photocatalysts by Fe3+_{doping together with Au deposition for the degradation of}

organic pollutants. Applied Catalyst B Environments, 88(3-4), 525-532, 2009.

Zamrani, R. A., Gontjang P. Pembuatan Dan Karakterisasi Prototipe Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan Ekstraksi Kulit Buah Manggis Sebagai Dye Sensitizer Dengan Metode Doctor Blade. Jurnal Sains dan Seni Pomits ,1(2), 2013.

Zhang, H.J., Chen, G., Li Y., Teng Y., Electronic structure and photocatalytic properties of copper-doped CaTiO3, International J. Hydrogen Energy, 35, 2713-2716. 2010.

Zhou, L.; Guo, X.; Lai, C.; Wang, W., Electrophotocatalytic degradation of amoxicillin using CaTiO3. Open. Chem. 16(1), 949-955, 2018.

(35)

31 LAMPIRAN 1

BIODATA TIM PENELITI 1. Ketua

a. Nama Lengkap : Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T. b. Jenis Kelamin : Perempuan

c. NIP : 197409031998022001

d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor Kepala/Pembina Tingkat 1/IIId e. Jabatan Struktural : Kepala Laboratorium Rekayasa Bahan f. Bidang Keahlian : Rekayasa bahan

g. Fakultas/Jurusan : Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa/Teknik Fisika

h. Alamat Rumah dan No. Telp : Jl. Mojoklanggru Lor 114, Surabaya i. Riwayat penelitian/pengabdian

No Judul Penelitian Sumber Dana Posisi

1. Modifikasi Fotoanoda DSSC (Dye Sensitized Solar Cells) Dengan Nanopartikel Struktur Core-Shell Au@TiO2 - Silika Microsheet

Lokal ITS Ketua

2. Pengembangan Fotoanoda TiO2

Dengan SiO2 Microsheet Dan

Au-Nanopartikel Untuk Aplikasi Dye-Sensitized Solar Cell

PUPTN Ketua

3 Pengembangan Fotoanoda TiO2

-SiO2 Core Shell Au-Schottky Barrier

untuk Aplikasi Dye-Sensitized Solar Cell

PUPTN Ketua

4 Pembentukan Budaya Literasi Sebagai Salah Satu Pembentuk Karakter Para Santri di Pondok Pesantren Al Ihsan Baron, Nganjuk

Lokal ITS Anggota

j. Publikasi

No Judul Artikel Nama Jurnal

1.

Macro Texture Study of Non-/Sintered Pure Nb and Nb3Sn Using Orientation Distribution

Function

Advanced Materials Research 2. The Effect of Paste Preparation and Annealing

Temperature of ZnO Photoelectrode to Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) Performance

Advanced Materials Research 3. On the role of NaCl addition to phase

transformation of TiO2 from TiCl3 Advanced Materials Research 4. Synthesis of various ZnO nanotrees morphologies

(36)

32 5. Co-sensitized natural dyes potentially used to

enhance light harvesting capability Proc. SPIE 9444 6. Modelling and experiment of dye-sensitized solar

cell with vertically aligned ZnO nanorods through chemical bath deposition

Proc. SPIE 9444 7. Enhanced Dye-Sensitized Solar Cells

Performance through Novel Core-shell Structure of Gold Nanoparticles and Nano-Silica Extracted from Lapindo Mud Vulcano

Procedia Engineering

8. Synthesis and Characterization of TiO2@ SiO2 and SiO2@ TiO2 Core-Shell Structure Using Lapindo Mud Extract via Sol-Gel Method

Procedia Engineering 9. Utilization of cacao pod husk (Theobroma cacao

L.) as activated carbon and catalyst in biodiesel production process from waste cooking oil

IOP Conference Series: Materials Science and Engineering

10. Preparation of Au@TiO2@SiO2 core-shell

nanostructure and their light harvesting capability on DSSC (dye sensitized solar cells)

AIP Conference Proceedings 11. Potential use of chicken egg shells and cacao pod

husk as catalyst for biodiesel production AIP Conference Proceedings 12. Study on the structural evolution of SiO2

extracted from Sidoarjo mud

IOP Conference Series: Materials Science and Engineering

13. Tunable Surface Plasmon Resonances Of Au@ TiO2 Core-Shell Nanoparticles On The Dssc (Dye Sensitized Solar Cells) Performance

Jusami Indonesian Journal of Materials Science

14. The temperature variation effect to the AISI 316L corrosion rate of the rotary dryer off-gas line in the nickel smelting plant

AIP Conference Proceedings 15. On welding gray cast iron using SMAW and

GTAW process AIP Conference Proceedings

16. Sintesis dan Karakterisasi Au-sio2 Menggunakan Silica Gel dengan Variasi Ph

Jusami Indonesian Journal of Materials Science

17. Towards better light harvesting capability for DSSC (dye sensitized solar cells) through addition of Au@SiO2 core-shell nanoparticles

AIP Conference Proceedings 18. Gold Nanoparticles and Silicate Microsheet

Modified Photoanode for Dye Sensitized Solar Cells

Materials Science Forum 19. Purification of Biodiesel Using Activated Carbon

Produced from Cocoa Pod Husk E3S Web of Conferences 20. Investigation on optical properties of

SiO2 extracted from Sidoarjo mud with

γ-Al2O3 nanoparticle addition for DSSC

(dye-sensitized solar cells) applications

AIP Conference Proceedings

k. Paten -

(37)

33 l. Tugas Akhir, Tesis dan Disertasi

No Judul Tugas Akhir/Tesis Tugas Akhir/Tesis/Disertasi 1.

2. - -

2. Anggota

a. Nama Lengkap : Lizda Johar Mawarani, S.T., M.T. b. Jenis Kelamin : Perempuan

c. NIP : 19740815 199703 2 001

d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor Kepala/Pembina/IVa e. Jabatan Struktural : -

f. Bidang Keahlian : Rekayasa Bahan

g. Fakultas/Jurusan : Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa/Teknik Fisika

h. Alamat Rumah dan No. Telp : Jl. Teknik Komputer IV , Perum ITS Blok U-135 Surabaya

i. Riwayat penelitian/pengabdian

No Judul Artikel Sumber Dana Posisi

1. Pengembangan Proses Pembuatan Biodiesel Minyak Jelantah dengan Katalis dan Limbah Kulit Kakao dan Cangkang Telur Ayam

Lokal ITS

2. Pengaruh Waktu dan Rapat Arus pada Proses Electrolytic Cadmiun Plating terhadap Kualitas Lapisan Cadmium sebagai Pelindung Korosi Baja AISI 4130

Lokal ITS

3. Pengaruh Waktu Perendaman Karet dan Konsentrasi NaOH sebagai Agen Penguat terhadap Karakteristik Mekanik Bahan Komposit Beton-Limbah Ban Karet

Lokal ITS

4. Sintesis Lapisan Pengemas yang Dapat Dikonsumsi (Edible Film dan

Edible Coating) Berbahan Dasar

Tepung Biji Durian

Lokal ITS

5. Sintesis Komposit

Surfaktan/Nanosilika Performansi Tinggi Dengan Metode Fase Liquid

Lokal ITS

(38)

34

1. 2. 3.

k. Paten -

l. Tugas Akhir, Tesis dan Disertasi

No Judul Tugas Akhir/Tesis Tugas Akhir/Tesis/Disertasi 1.

2. 3.

3. Anggota

a. Nama Lengkap : Vania Mitha Pratiwi, S.T., M.T. b. Jenis Kelamin : Perempuan

c. NIP : 1889201812021/0013028905(NIDN)

d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Dosen non PNS ITS e. Jabatan Struktural : -

f. Bidang Keahlian : Nanopartikel, Elektrokimia, Energi

g. Fakultas/Jurusan : Fakultas Teknologi Industri dan Sistem Rekayasa/Teknik Material dan Metalurgi

h. Alamat Rumah dan No. Telp : i. Riwayat penelitian/pengabdian

No Judul Artikel Sumber Dana Posisi

1. Sintesa NASICON berbasis Silika Xerogel dari Limbah Pabrik Gula untuk Fast Ionic Conductor

2. Sintesis dan Karakteristik Magnetik Multiferoik PbT1O3 Doping Mn sebagai Kandidat Aplikasi RAM 3. Sintesa Nasicon Berbasis Na1+x Zr2

Six P3-x O12 (x=1,5 - 2,5) dan Identifikasi Konduksi Ionik sebagai Solid Electrolyte Baterai

4. Pengaruh Penambahan Sio2 (X=1,5;2;2,5) Ekstrak Limbah Pabrik Gula Kebonagung Terhadap Performa Elektrokimia Nasicon (Na1-Xzr2sixp3-Xo12) Dengan Metode Solid-State Sebagai Solid Electrolyte Fast Ionic Conductor

(39)

35 5. Pengaruh Variasi Fraksi Berat

Fe2O3 : TiO2 dan Temperatur Laku Panas Pada Proses Sintesa

Pseudobrookite (Fe2TiO5) terhadap Sifat Optik dan Sifat Listrik

6. Sintesa Mesoporus Silika Dari Bahan Alam Hayati Sekam Padi Dengan Penambahan Template Surfactant Pengelola Ukuran Pori Sebagai Biosensor Material 7. Pengaruh Subtitusi Unsur Ti untuk

Zirkonia Terhadap Sifat Listrik Material NASICON sebagai Kandidat Sensor Gas NOx

8. Eksperimen Dan Simulasi Metode Electrophoretic Deposition (Epd) Lapisan Tipis Ag/Nps Pada Ss 316 L Sebagai Antimicrobial Coating 9. Pengaruh dari Mg2+, Ti4+, Y3+ and

Zn2+ sebagai doper elektrolit solid Na3Zr2Si2PO12 pada

konduktivitasnya sebagai SOFC (Solid Oxide Fuel Cell)

j. Publikasi

1. Analisa Pengaruh Fraksi Massa Terhadap Sifat Akustik Dan Kekuatan Lentur Pada Pembuatan Komposit

Jurnal teknik ITS 5 (2) E32-E35

2. Pengaruh Temperatur Sintering pada Pembentukan Fasa Natrium Super Ionic Conductor (NASICON) Na1+ xZr2SixP3-xO12 (x= 2) dan Sifat Konduktifitas Ionik Elektrolit Padat

Jurnal Teknik ITS 5 (2), F156-F159

3. Efek Penambahan Serat Gelas Pada Komposit Polyurethane Terhadap Sifat Mekanik dan Sifat Fisik Komposit Doorpanel

Jurnal Teknik ITS 5 (2), A538-A541

4. The Effects of the Addition of Silica Mol Fraction (x= 1.5; 2; 2.5) as a Solid Electrolyte on Ion Conductivity of NASICON

(Na1-xZr2SixP3-xO12) Using Solid-State Method _{IOP Conference Series: Materials} Science and Engineering 202 (1), 012083