USUL PENELITIAN HIBAH KOMPETENSI

(1)

USUL PENELITIAN HIBAH KOMPETENSI

KINERJA GRAFENA SEBAGAI BAHAN PENDUKUNG (SUPPORT MATERIAL) ELEKTRO KATALIS

DALAM SEL BAHAN BAKAR HIDROGEN

Rikson A. F. Siburian, Ph.D.

NIDN: 0004097404 Dr. Minto Supeno, MS

NIDN: 0009056101 Prof. Dr. Harlem Marpaung

NIDN: 0014044801

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Desember 2016

Kode/Nama Rumpun Ilmu : 112/Kimia

USUL PENELITIAN HIBAH KOMPETENSI

KINERJA GRAFENA SEBAGAI BAHAN PENDUKUNG (SUPPORT MATERIAL) ELEKTRO KATALIS

DALAM SEL BAHAN BAKAR HIDROGEN

NIDN: 0014044801

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Desember 2016

USUL PENELITIAN HIBAH KOMPETENSI

KINERJA GRAFENA SEBAGAI BAHAN PENDUKUNG (SUPPORT MATERIAL) ELEKTRO KATALIS

DALAM SEL BAHAN BAKAR HIDROGEN

NIDN: 0014044801

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Desember 2016

(2)

(3)

IDENTITAS DAN URAIAN UMUM

1. Judul Penelitian : KINERJA GRAFENA SEBAGAI BAHAN PENDUKUNG ELEKTRO KATALIS DALAM SEL BAHAN BAKAR HIDROGEN

2. Tim Peneliti

No Nama Jabatan Bidang

Keahlian Instansi Asal

Alokasi Waktu (jam/minggu) 1

RIKSON A F SIBURIAN S.Si, M.Si,

Ph.D

Ketua Pengusul - Universitas Nusa

Cendana 12.00

2 Dr. MINTO SUPENO

MS. Anggota Pengusul - Universitas Sumatera

Utara 10.00

3 Prof.Dr HARLEM

MARPAUNG Anggota Pengusul - Universitas Sumatera

Utara 10.00

3. Objek Penelitian (jenis material yang akan diteliti dan segi penelitian):

Grafena; Pt/Grafena: Ag/Grafena; Mn/Grafena 4. Masa Pelaksanaan

Mulai tahun: 2017 Berakhir tahun: 2018

5. Usulan Biaya DRPM Ditjen Penguatan Risbang - Tahun ke-2: Rp148,890,000

6. Lokasi Penelitian (lab/studio/lapangan) Laboratorium Terpadu USU

7. Instansi lain yang terlibat (jika ada, dan uraikan apa kontribusinya) Laboratorium Terpadu dan Analitik USU

8. Temuan yang ditargetkan (produk atau masukan untuk kebijakan) Grafena dan Elektroda Katalis

9. Kontribusi mendasar pada suatu bidang ilmu (uraikan tidak lebih dari 50 kata, tekankan pada gagasan fundamental dan orisinal yang mendukung pengembangan iptek)

Material dan Elektrokimia 10

.

Jurnal ilmiah yang menjadi sasaran (tuliskan nama terbitan berkala ilmiah internasional bereputasi, nasional terakreditasi, atau nasional tidak terakreditasi dan tahun rencana publikasi)

Material dan Physical Chemistry 11

.

Rencana luaran HKI, buku, purwarupa atau luaran lainnya yang ditargetkan, tahun rencana perolehan atau penyelesaiannya

- Publikasi Ilmiah Jurnal Internasional, tahun ke-1 Target: draft - Publikasi Ilmiah Jurnal Internasional, tahun ke-2 Target: submitted

- Publikasi Ilmiah Jurnal Nasional Terakreditasi, tahun ke-1 Target: submitted

- Publikasi Ilmiah Jurnal Nasional Terakreditasi, tahun ke-2 Target: accepted/published - Pemakalah dalam pertemuan ilmiah Nasional, tahun ke-1 Target: terdaftar

- Pemakalah dalam pertemuan ilmiah Nasional, tahun ke-2 Target: sudah dilaksanakan - Pemakalah dalam pertemuan ilmiah Internasional, tahun ke-1 Target: terdaftar

- Pemakalah dalam pertemuan ilmiah Internasional, tahun ke-2 Target: sudah dilaksanakan - Keynote Speaker dalam pertemuan ilmiah Internasional, tahun ke-1 Target: terdaftar

- Keynote Speaker dalam pertemuan ilmiah Internasional, tahun ke-2 Target: sudah dilaksanakan - Keynote Speaker dalam pertemuan ilmiah Nasional, tahun ke-1 Target: draft

- Keynote Speaker dalam pertemuan ilmiah Nasional, tahun ke-2 Target: terdaftar - Visiting Lecturer Internasional, tahun ke-1 Target: terdaftar

- Visiting Lecturer Internasional, tahun ke-2 Target: sudah dilaksanakan - Paten, tahun ke-1 Target: draft

- Paten, tahun ke-2 Target: terdaftar/granted - Paten Sederhana, tahun ke-1 Target: draft

- Paten Sederhana, tahun ke-2 Target: terdaftar/granted - Hak Cipta, tahun ke-1 Target: draft

- Hak Cipta, tahun ke-2 Target: terdaftar/granted - Teknologi Tepat Guna, tahun ke-1 Target: draft - Teknologi Tepat Guna, tahun ke-2 Target: produk - Buku Ajar (ISBN), tahun ke-1 Target: draft

- Buku Ajar (ISBN), tahun ke-2 Target: editing/sudah terbit

Analitik-Material Anorganik-Material Analitik

(4)

DAFTAR ISI Halaman Judul

Halaman Pengesahan ………. -

DAFTAR ISI ………. i

RINGKASAN ………. 1

BAB 1. PENDAHULUAN ………. 2

1.1 Latar Belakang ………. 2 – 4 BAB 2. URAIAN KEGIATAN ………. 6

2.1 Peta Jalan Penelitian ………. 6

2.1.1 Sintesis grafena .………. 7

2.1.2 Aplikasi grafena untuk sel bahan bakar ………. 8

2.2 Sel Bahan Bakar ………. 8

2.2.1 Aplikasi sel bahan bakar ……….. 9

2.3 Studi Pendahuluan dan Keberlanjutan………. 10

2.4 Kebaruan penelitian ………. 12

2.5 Diagram Alir Penelitian………. 14

BAB 3. METODE PENELITIAN ………. 15

3.1 Penelitian Tahun 1 ………... 16

3.2 Penelitian Tahun 2 ………. 19

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN………. 21

4.1 Anggaran Biaya ………. 21

4.2 Jadwal Penelitian ………... 21

DAFTAR PUSTAKA ………. 25 LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata ketua dan anggota

Lampiran 2. Susunan organisasi tim peneliti dan pembagian tugas Lampiran 3. Justifikasi Anggaran Penelitian

Lampiran 4. Surat pernyataan ketua peneliti dan anggota

(5)

RINGKASAN

Sel bahan bakar hidrogen (Hydrogen fuel cells) memiliki berbagai keunggulan dibandingkan dengan bahan bakar fosil, yaitu efisiensi tinggi dan ramah lingkungan. Sasaran utama dalam pengembangan teknologi sel bahan bakar adalah biaya rendah (low-cost), kinerja yang tinggi (high performance) dan keuletan bahan (durable materials). Sel bahan bakar terdiri dari dua elektroda, yakni anoda-katoda dan katalis. Katalis terdiri dari karbon sebagai bahan pendukung (support material) dan logam, misalnya platina (Pt) sebagai logam yang diperlukan dalam elektrokatalis. Masalah utama dalam pengembangan sel bahan bakar adalah harga Pt yang sangat mahal. Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan i) mereduksi penggunaan Pt, mengurangi ukuran partikel Pt (dari nanopartikel (1 – 10 nm) menjadi sub-nano kluster (< 1 nm) sehingga luas permukaan sentuhan Pt menjadi besar dan ii) meningkatkan interaksi antara bahan pendukung dan Pt melalui ikatan kimia, sehingga penggunaan Pt dapat dikurangi dan kinerja elektrokatalis dapat ditingkatkan. Kinerja sistem sel bahan bakar berhubungan langsung dengan kualitas bahan yang digunakan. Oleh karenanya, teknologi material berperan penting dalam pengembangan sistem konversi energi elektrokimia dan penyimpanan energi, contohnya karbon.

Karbon banyak digunakan dalam piranti elektrokimia dan elektronik, dikarenakan ketersediaannya yang besar, stabilitasnya yang tinggi dan ramah lingkungan. Grafena, sebagai salah satu material baru berbahan karbon telah menarik banyak perhatian bagi peneliti dan industri. Grafena memiliki luas permukaan sentuhan yang besar, daya hantar listrik yang tinggi, berstruktur dasar grafit yang unik, dan biaya produksi yang murah. Oleh karena itu, grafena menjadi kandidat material yang menjanjikan sebagai bahan pendukung untuk katalis sel bahan bakar.

Penelitian ini bertujuan untuk i) mengevaluasi kinerja grafena sebagai bahan pendukung katalis pada sel bahan bakar; ii) mengendalikan masing-masing ukuran partikel Pt, Mn dan Fe di dalam grafena dari nanometer ke sub-nanometer, sehingga kinerja katalis dapat ditingkatkan dan biaya operasi katalis pada sel bahan bakar dapat dikurangi; iii) mengusulkan mekanisme reaksi masing- masing pembentukan Pt, Mn dan Fe sub-nano kluster didalam grafena serta iv) mengetahui interaksi dan aktivitas katalis Mn/grafena dan Fe/grafena sebagai alternatif pengganti Pt/grafena.

Target khusus yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah i) mengurangi penggunaan Pt dalam sistem sel bahan bakar hidrogen, dengan menggunakan logam lainnya, yakni Mn dan Fe; ii) mempelajari interaksi kimia masing-masing antara Pt, Mn dan Fe dan grafena; iii) membuat model pembentukan masing-masing Pt, Mn dan Fe sub-nano kluster didalam grafena, serta iv) mengetahui aktivitas logam non-Pt didalam grafena.

Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen laboratorium, meliputi: i) sintesis grafena secara kimia; ii) mekanisme reaksi prekursor Pt (H2PtCl6.6H2O), prekursor Mn (MnCl2) dan prekursor Fe (FeCl2) dengan etanol (Tahap-1). Pada tahap ini akan dapat diketahui perubahan masing-masing valensi dari Pt, Mn dan Fe serta daya reduksi etanol terhadap masing-masing prekursor Pt, Mn dan Fe; iii) mekanisme reaksi grafena dengan etanol (Tahap-2). Daya dispersi etanol terhadap grafena dapat dianalisis pada tahap ini; iv) mekanisme reaksi masing-masing larutan prekursor Pt (H2PtCl6.6H2O), Mn (MnCl2) dan Fe (FeCl2) terhadap larutan grafena (Tahap-3). Pada tahap ini, deposit serta dispersi masing-masing prekursor Pt, Mn dan Fe didalam grafena dapat diobservasi, sehingga mekanisme reaksi dan interaksi antara masing-masing prekursor Pt. Mn dan Fe dalam grafena dapat dideskripsikan; serta v) mekanisme reaksi katalis (produk tahap-3) dengan reduktor natrium borohidrida (Tahap-4). Perubahan daya reduktor serta proses perubahan deposit Pt, Mn dan Fe nanometer menjadi sub-nanometer, pada tahapan ini, diharapkan dapat diobservasi dan dirumuskan mekanisme reaksi yang terjadi. Setiap tahapan reaksi di karakterisasi dengan menggunakan difraksi sinar-X, spektrofotometer inframerah (FTIR) dan mikroskop elektron payaran (SEM). Karakterisasi dilakukan dengan tiga kali pengulangan untuk setiap tahapan. Luaran yang diharapkan dalam penelitian ini, publikasi internasional dan nasional, proses paten terhadap produk grafena, seminar nasional dan internasional serta memberikan kajian teori yang terkini, yakni mekanisme pembentukan masing- masing Pt, Mn dan Fe sub-nanokluster di dalam grafena dalam bentuk buku ajar.

(6)

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Populasi dunia saat ini telah mencapai kurang lebih tujuh miliar orang. Pada tahun 2050 diestimasi akan mencapai sembilan miliar, dan akan terus bertambah mencapai sebelas miliar pada 2100 (R. Lee, 2011). Peningkatan jumlah penduduk dan perkembangan ekonomi yang begitu cepat mengakibatkan kebutuhan energi semakin tinggi (Y. Cheng, C. dan H.

Wang, 2012). Energi merupakan urat nadi teknologi dan pengembangan ekonomi. Oleh karena itu, keamanan, ketersediaan dan kemampuan penyediaan energi sangat fundamental bagi kestabilan dan pengembangan ekonomi. Konsumsi energi dunia, 86 % bersumber dari bahan bakar fosil, yaitu minyak (33 %), gas (23 %), dan batubara (30 %) (International Energy Agency in World Energy Outlook, 2011). Bahan bakar fosil berkontribusi penuh bagi ketersediaan energi listrik dan total kebutuhan energi dunia. Penyediaan energi listrik dunia (18.000 TWH (Terawatt-jam) per tahun, setara dengan 40 % dari kebutuhan total energi manusia diperoleh dari bahan fosil (Q. Schiermeier, J. Tollefson, T. Scully, A. Witze, O.

Morton, 2008). Namun demikian, ada beberapa kelemahan dari bahan bakar fosil (i) polusi, penyumbang karbon dioksida (efek rumah kaca). Emisi karbon dioksida diestimasi akan meningkat dari 29 menjadi 43 giga ton (Gt) per tahun (S. Chu, A. Majundar, 2012). Hal ini juga penyumbang pemanasan global saat ini, dan (ii) bahan bakar fosil merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, satu saat bahan bakar fosil akan habis dan ketersediaannya semakin terbatas (G. Fischer, L. Schrattenholzer, 2001). Dengan demikian, alternatif energi yang murah serta dapat mengurangi ketergantungan akan bahan bakar fosil khususnya untuk kendaraan menjadi penting, sehingga emisi gas rumah kaca dapat dikurangi (F. Veld, 2012), contohnya penggunaan gas hidrogen (H2). Hidrogen dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif dikarenakan ramah lingkungan, ketersediannya besar, dapat diperoleh dari berbagai sumber daya alam yang dapat diperbaharui serta dapat langsung dikonversi menjadi energi pada kendaraan maupun untuk keperluan rumah tangga (M. J.

Prather, 2003).

Saat ini, sel bahan bakar membran polimer telah menarik perhatian dunia dikarenakan dapat diaplikasikan untuk berbagai bidang, misalnya transportasi, perumahan, perkantoran dan peralatan elektronik. Komersialisasi sel bahan bakar akan diterima pasar apabila kinerjanya dapat ditingkatkan, harga yang ekonomis serta keuletan produk tersebut (dapat digunakan dalam waktu yang lama) (H. Zhang dan P. K. Shen, 2012). Keunggulan lainnya i) hasil akhirnya adalah air dan prosesnya bersih serta ramah lingkungan; ii) lebih efisien dalam

(7)

hal mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik dibandingkan dengan teknologi saat ini.

Sehingga, persoalan polusi udara, gas emisi rumah kaca dan ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dapat dikurangi. Oleh karenanya, pengembangan sel bahan bakar sangat penting untuk dikembangkan. Pengembangan sel bahan bakar sangat bergantung terhadap teknologi bahan yang akan digunakan dalam piranti – piranti sel bahan bakar tersebut. Sistem sel bahan bakar berkorelasi langsung dengan sifat – sifat bahan yang digunakan (R. Borup, et.al. 2007).

Oleh karena itu, teknologi pengembangan material baru sangat berperan krusial dalam pengembangan sistem penyimpanan energi dan konversi energi elektrokimia. Dari sejumlah material yang diinvestigasi dalam piranti elektrokimia, material karbon sangat menarik untuk dikembangkan dikarenakan ketersediaannya yang besar, stabil secara kimia dan fisika (dapat digunakan di berbagai temperatur, media asam maupun basa) serta ramah lingkungan. Hal – hal tersebut menyebabkan karbon sangat menarik untuk digunakan sebagai elektoda didalam piranti energi elektrokimia (J. B. Hou, Y.Y. Shao, M. W. Ellis, R. B. Moore, B. L. Yi, 2011).

Grafena sebagai salah satu material karbon telah menarik perhatian banyak peneliti, khususnya material untuk sel bahan bakar dan kapasitor. Grafena adalah karbon dua dimensi dengan satu lapisan (K. S. Novoselov, et.al., 2004). Grafena memiliki struktur yang unik, yakni dua dimensi (2D) tersusun oleh sp²-atom karbon dengan lapisan flat. Grafena memiliki sifat – sifat yang unggul diantarannya sifat elektronik yang unik, dikarenakan daya mobilitas elektronnya yang tinggi (K. S. Novoselov, A. K. Geim, 2007), ketahanan secara mekanik (C.

Lee, X. Wei, J. W. Kysar, J. Hone, 2008), sifat termal yang tinggi (A. A. Balandin, et.al., 2008) dan luas permukaan sentuhan yang besar (2630 m²g^-1) (M. D. Stoller, S. Y. Park, J. An.

Zhu, R. S. Ruoff, 2008). Penggunaan grafena dalam bidang elektrokatalis untuk sel bahan bakar telah banyak dilaporkan (B. Seger, V. P. Kamat, 2009; E. J. Yoo, T. Okata, T. Akita, M. Kohyama, J. Nakamura, I. Honma, 2009; S. Zhang, Y. Shao, H. Liao, M. H. Engelhard, G. Y. Geping, Y. L. Yuehe, 2011). Katalis platina (Pt) didalam grafena telah diaplikasikan untuk oksidasi metanol (MOR) (S. M. Choi, M. H. Seo, H. J. Kim, W. B. Kim, 2011; Y. Li, L. Tang, J. Li, 2009; Y. Xin, J. Liu, Y. Zhou, W. Liu, J. Gao, Y. Xie, Y. Yin, Z. Zou, 2011), oksidasi hidrogen (HOR) (E. J. Yoo, T. Okada, T. Akita, M. Kohyama, I. Honma, J.

Nakamura, 2011), dan reduksi oksigen (ORR) (H. W. Ha, Y. I. Kim, S. J. Hwang, R. S.

Ruoff, 2011; M. H. Seo, S. M. Choi, H. J. Kim, W. B. Kim, 2011; Y. S. Yun, D. Kim, Y.

Tak, H. J. Jin, 2011). Pada kasus MOR, HOR dan ORR, Pt/grafena katalis menunjukkan aktivitas katalis yang lebih tinggi dibandingkan dengan Pt/karbon hitam (CB) (katalis komersial) (E. J. Yoo, T. Okada, T. Akita, M. Kohyama, I. Honma, J. Nakamura, 2011).

Peningkatan aktivitas katalis Pt/grafena disebabkan oleh adanya interaksi kimia antara

(8)

grafena dan Pt (hibridisasi π–d) (S. Marchini, S. Gunther, J. Wintterlin, 2007). Selain itu, perlu dicatat bahwa Pt subnano-kluster hanya terbentuk dan ditemukan di dalam grafena, yang tidak akan pernah dijumpai pada bahan pendukung karbon lainnya (katalis komersial (Pt/CB), ukuran dari partikel platina dari kisaran 1 – 10 nm) (E. J. Yoo, T. Okata, T. Akita, M. Kohyama, J. Nakamura, I. Honma, 2009). Artinya pembentukan Pt subnano-kluster lebih cenderung berinteraksi kimia dengan grafena dibandingkan dengan karbon hitam. Oleh karena itu, kinerja Pt subnano-kluster dan non-Pt didalam grafena penting untuk diklarifikasi.

Konsep penting dalam penelitian ini adalah memanfaatkan keuntungan adanya interaksi yang kuat antara Pt dan logam transisi dengan grafena (interaksi kimia, hidridisasi π – d). Sehingga, penggunaan Pt dapat dikurangi, dengan demikian biaya produksi sel bahan bakar menjadi lebih murah. Permasalahannya adalah proses pembentukan Pt dan non-Pt subnano-kluster didalam grafena belum diketahui dengan baik.

Oleh karenanya, penelitian ini bertujuan untuk memberikan model mekanisme reaksi pembentukan Pt dan non-Pt subnano-kluster didalam grafena berdasarkan data eksperimen.

Untuk itu, setiap tahapan dalam proses pembentukan Pt dan non-Pt subnano-kluster harus diobservasi. Tahap-1, preparasi Pt dan non-Pt prekursor didalam etanol, hasil yang diharapkan adalah perubahan valensi dari Pt dan non-Pt prekursor; Tahap-2, dispersi grafena didalam berbagai pelarut (polar, semipolar dan non polar), agar dapat dilihat dispersi grafena, dikarenakan daya dispersi yang tinggi dari bahan pendukung faktor penting untuk meningkatkan pendepositan Pt dan non-Pt; Tahap-3, pendepositan platina didalam grafena, dalam tahapan ini, dispersi dan deposit platina didalam grafena dapat diamati, sehingga bisa dibuat mekanisme reaksi, proses pembentukan Pt sub-nanokluster, dan Tahap-4, pereduksian Pt dan non-Pt didalam grafena, reduksi ion Pt dan non-Pt menjadi metal diharapkan dapat teramati pada tahapan ini. Melalui riset ini, temuan khusus yang akan didapatkan mekanisme reaksi yang utuh dari proses pembentukan Pt dan non-Pt subnano-kluster didalam grafena dapat dibuat serta dapat terpublikasi internasional dan kinerja grafena sebagai bahan pendukung bagi elektrokatalis Pt dan non-Pt untuk sel bahan bakar hydrogen dapat diketahui.

Tujuan khusus dalam penelitian ini adalah untuk mengklarifikasi mekanisme proses pembentukan Pt dan non-Pt subnano-klusters didalam grafena selama proses preparasi katalis. Pt/grafena katalis disiapkan dengan menggunakan prekursor H2PtCl6, MnCl2 dan FeCl3 dengan variasi pH, selanjutnya proses pembentukan Pt dan non-Pt subnano-klusters didalam grafena di uji dengan menggunakan difraksi sinar-X, spektrofotometer infra merah (FTIR) dan mikroskop electron payaran (SEM).

(9)

Tabel 1 Rencana Target Capaian Tahunan

No Jenis Luaran Indikator Capaian

TS TS+1

1 Publikasi Ilmiah Internasional Draft Submitted

Nasional Terakreditasi Submitted Accepted 2 Pemakalah dalam temu ilmiah Internasional Terdaftar Sudah

dilaksanak an

Nasional Terdaftar Sudah

dilaksanak an

3 Invited speaker dalam temu ilmiah Internasional Terdaftar Sudah dilaksanak an

Nasional Draft Terdaftar

4 Visiting Lecturer Internasional Terdaftar Sudah

dilaksanak an

5 Hak Kekayaan Intelektual (HKI) Paten Draft Terdaftar

Paten Sederhana Draft Terdaftar Merk Dagang

Rahasia Dagang Desain Produk Industri

6 Teknologi Tepat Guna Draft Produk

7 Model/Purwarupa/Desain

8 Buku Ajar (ISBN) Draft Editing/Su

dah terbit 9 Tingkat Kesiapan Teknologi

(TKT)

Skala 4 Skala 5

(10)

BAB 2. URAIAN KEGIATAN 2.1 Peta Jalan Penelitian

Grafena adalah flat lapis tunggal atom karbon sp²dengan struktur dua dimensi (2D) (K.

S. Novoselov, et.al., 2004). Grafena adalah induk dari sistem “grafitik” material seperti fuleren (0D), karbon nanotub (1D) dan grafit (3D) (Gambar 1). Grafena terdiri dari suatu atom karbon yang terhibridisasi sp², dimana setiap atom karbon terikat dengan tiga atom karbon lainnya, kerangka struktur heksagonal dengan panjang ikatan 1.42 Å. Struktur planar 2D dari lapisan karbon mengijinkan struktur dasar dan tepi dari grafena dapat berinteraksi dengan katalis nanopartikel. Struktur flat dari grafena menyebabkan grafena memiliki luas permukaan sentuhan yang luas yang memungkinkan katalis nanopartikel dapat terdeposit (S.

Sharma, B. G. Pollet (2012).

Gambar 1. Ibu dari semua bentuk grafitik. Grafena adalah struktur 2D material penyusun dasar untuk material karbon dari semua dimensi karbon. Grafena dapat dibungkus menghasilkan (a) 0D buckyballs, digulung (b) 1D nanotube, dan ditumpuk (c) 3D grafit (A. K. Geim, K.S. Novoselov, Nature Materials, 2007).

Sifat – sifat grafena dan jenis karbon lainnya ditunjukkan pada Tabel-1 (H. J. Choi, S.

M. Jung, J. M. Seo, D. W. Chang,L. Dai, J. B. Baek, 2012)

Tabel 1. Sifat – sifat grafena dan karbon lainnya Tipe dari

bahan karbon

Sifat – Sifat Luas

Permukaan Sentuhan

(m²g^-1)

Konduktivitas termal (Wm^-1K^-1)

Mobilitas Intrinsik (cm²V^-1s^-1)

Modulus Young

(TPa)

Transparansi Optik (%)

Grafena 2630 ∼5000 ∼15,000 -

∼200,000 ∼1.0 ∼97.7

Grafit ∼10 ∼3000 13,000 1.06 –

Karbon aktif 1200 0.15–0.5 – 0.138 –

Karbon 1315 >3000 ∼100,000 0.64 –

a b c

(11)

nanotube

Fulerena 5 0.4 0.56 0.01 –

Sumber: Rikson, 2013

Tabel 1 menunjukkan bahwa grafena merupakan material karbon yang baik dikarenakan konduktivitas elektrik yang baik dan luas permukaan yang besar. Grafena memiliki sifat konduktif dan pembawa muatan yang baik. Faktanya, karbon 2D seperti grafena tidak tersedia dialam, sehingga perlu disintesis.

2.1.1 Sintesis grafena

Grafena dapat disintesis dengan dua cara, yaitu i) oksidasi grafit menjadi oksida grafit dan diultrasonikasi menjadi oksida grafena selanjutnya direduksi menghasilkan grafena.

Metode ini menghasilkan grafena dalam skala besar dan biaya produksi yang murah, namun kekurangannya adalah belum menghasilkan grafena dengan lapisan tunggal serta ii) pertumbuhan langsung grafena dengan menggunakan prekursor metana dan sumber hidrokarbon lainnya (M. J. Allen, V. C. Tung, R. B. Kaner, 2010). Metode ini menghasilkan kualitas grafena yang tinggi dan satu lapisan, namun biaya produksinya mahal serta produksi yang dihasilkan sedikit.

Pada studi terdahulu telah dilakukan sistesis grafena (Rikson Siburian, 2012). Sintesis grafena dilakukan dengan cara kimia. Grafit sebagai bahan baku dioksidasi menghasilkan oksida grafit yang bersifat hidrofilik. Oksida grafena selanjutnya diultrasonikasi didalam air dikarenakan oksida grafena lebih mudah dieksfoliasi untuk membentuk lapisan tunggal oksida grafena dengan cara ini. Selanjutnya oksida grafena direduksi dengan menggunakan hidrazin hidrat (N2H4) untuk menghasilkan grafena. Hasil penelitian tersebut dapat dilihat pada studi terdahulu (Rikson, 2012). Persoalan yang dihadapi saat ini, bahwa reduktor hidrazin masuk dalam bahan berbahaya dan beracun (Bahan B3) sehingga untuk mendapatkannya dibutuhkan perizinan yang relatif sulit. Selain itu, grafena yang dihasilkan dengan reduktor hidrazin belum menghasilkan grafena lapis tunggal. Oleh karena itu, penelitian terus dilanjutkan dengan menggunakan berbagai reduktor lainnya yakni asam sitrat (Maria dan Rikson, 2014) dan amonia (Marselius dan Rikson, 2014). Namun demikian grafena lapis tunggal belum dihasilkan. Saat ini, sintesis grafena sedang dikaji secara teoritis dan akan dilakukan dengan menggunakan reduktor natrium borohidrida. Natrium borohidrida merupakan reduktor yang mudah diperoleh, serta adanya pasangan elektron bebas dari borohidrida diharapkan mampu mereduksi gugus fungsi dari oksida grafena agar dihasilkan grafena berlapis tunggal. Selain itu, daya larut grafena yang dihasilkan perlu diobservasi

(12)

terhadap berbagai pelarut baik polar, semipolar maupun non polar serta daya hantar listriknya juga perlu dianalisis.

2.1.2 Aplikasi grafena untuk sel bahan bakar

Grafena dapat digunakan untuk bahan pendukung katalis maupun sebagai katalis bebas logam dalam sel bahan bakar. Aplikasi grafena untuk sel bahan bakar di tunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Aplikasi grafena untuk sel bahan bakar

Aplikasi Bahan dan Kondisi Sifat – Sifat

Pendukung katalis

Fungsionalisasi grafena Luas permukaan dan aktivitas ORR lebih tinggi dari katalis komersial E-TEK atau Pt/MWCNT

Poli(dialil-dimetil- amonium klorida)

Meningkatkan durabilitas dan aktivitas ORR Katalis

bebas logam

CVD menggunakan

NH3(N-doped grafena)

Aktivitas elektrokatalis lebih baik, stabilitas operasinya lebih panjang, dan ketahanan terhadap CO lebih tinggi dari katalis komersial

Peran utama dari grafena sebagai bahan pendukung adalah sebagai jangkar dan pendistribusi homogen partikel logam dengan ukuran nanopartikel (B. Seger, V. P. Kamat, 2009). Aplikasi lainnya untuk grafena ditunjukkan pada Tabel 3 (K. S. Novoselov, V. I.

Fal’ko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, K. Kim, 2012).

Tabel 3. Aplikasi grafena untuk piranti elektronik

Aplikasi Fungsinya

E-paper Transmitansi yang tinggi

OLEDs Mencegah hubungan singkat listrik

Transistor berfrekuensi tinggi Transistor bermobilitas electron tinggi (rendah gangguan) Transistor logika Mobilitas tinggi

Layar sentuh Grafena mempunyai jaminan yang lebih baik dari material komersial

Sumber: Rikson, 2013 2.2 Sel Bahan Bakar

Sel bahan bakar adalah suatu piranti elektrokimia yang mengkonversi secara langsung energi kimia dari bahan bakar (contohnya hidrogen, metanol, dan sebagainya) bereaksi dengan oksidator (udara atau oksigen) dengan adanya katalis menjadi listrik, panas dan air (S.

Sharma, B. G. Pollet, 2012).

Sasaran utama dalam teknologi sel bahan bakar adalah pengembangan sel bahan bakar dengan biaya rendah, kinerja yang tinggi dan bahan yang ulet. Banyak usaha yang telah dilakukan untuk mereduksi biaya dan meningkatkan kinerja dari sel bahan bakar, seperti: (i) pengurangan penggunaan katalis di dalam elektroda sel bahan bakar, (ii) pengurangan ukuran nanopartikel elektrokatalis, (iii) peningkatan kinerja dari bahan pendukung elektrokatalis baik

(13)

bahan karbon maupun berbahan non-karbon, (iv) peningkatan dispersi elektrokatalis dengan penggunaan metode fabrikasi terbaru, (v) pengembangan elektroda membran (MEA) untuk menghasilkan dispersi dan penggunaan katalis lebih baik, dan (vi) peningkatan transpor massa pada permukaan elektroda sel bahan bakar (A. Hermann, T. Chaudhuri, P. Spagnol, 2005). Saat ini, ada enam tipe sel bahan bakar, yakni: (i) polymer elektrolite membrane fuel cell (PEMFC) termasuk direct methanol fuel cell (DMFC), (ii) alkaline fuel cell (AFC), (iii) phosphoric acid fuel cell (PAFC), (iv) molten carbonate fuel cell (MCFC), (v) solid oxide fuel cell (SOFC) dan (vi) microbial fuel cell (MFC). PEMFC, DMFC, AFC, PAFC, dan MFC dapat dioperasikan pada temperatur yang rendah (50–200 °C) dan MCFC serta SOFC dioperasikan pada temperatur yang tinggi (650–1000 °C) (M. T. Gencoglu, Z. Ural, 2009).

PEMFCs dan DMFCs paling banyak digunakan untuk kendaraan umum, generator, pitanti – piranti elektronik, seperti charger, laptop, dan mobile phone.

Tabel 4. Perbandingan dari berbagai sel bahan bakar Tipe sel

bahan bakar

Temperatur operasi (^oC)

Elektrolit Efisiensi (%) Aplikasi

AFC 660–250 Cair 50–70 Transportasi, militer, sistem

penyimpanan energi, sistem energi yang dinamis

DMFC 50–90 Padatan 35–40

PEMFC 80–100 Padatan 35–60

MCFC ≈ 650 Cair 40–55 Kombinasi energi dan panas

untuk sistem transportasi

PAFC 160–250 Cair 35–50

SOFC 750–1000 Padatan 45–60

2.2.1 Aplikasi dari sel bahan bakar

Sel bahan bakar dapat digunakan dalam berbagai sektor seperti militer, industri, ruang angkasa, elektronik jinjing, kediaman, transportasi dan perdagangan dikarenakan kualitas energi yang dihasilkan lebih baik, ulet dan ramah lingkungan. Pada masa akan datang hidrogen akan digunakan sebagai bahan bakar untuk sistem sel bahan bakar. Dalam hal ini, hidrogen dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil (M. Momirlan, T. N.

Veziroglu, 2005). Gambar 2 menunjukkan skema sederhana dari sel bahan bakar.

Gambar 2. Skema sederhana dari sel bahan bakar (Rikson, 2013)

(14)

Sel bahan bakar terdiri dari sumber bahan bakar dan membran. Sel bahan bakar menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar dan menghasilkan arus searah.

2.3 Studi Pendahuluan dan Keberlanjutan

Tahapan penting dalam pengembangan sel bahan bakar hidrogen meliputi: i) bahan pendukung (Support Material); ii) logam (Pt dan non-Pt) yamg digunakan sebagai katalis;

serta iii) metode yang digunakan untuk mendepositkan platina didalam grafena.

i) Bahan Pendukung. Penelitian tentang bahan pendukung telah dilakukan selama empat tahun (2010-2014) dengan menghasilkan tiga publikasi internasional (Rikson, 2012, 2013 dan 2014), satu desertasi (Rikson, 2013) dan tiga skripsi (Bernandus, 2013; Maria, 2013 dan Marselius, 2014). Pada studi pendahuluan telah berhasil disintesis grafena berlapis nano. Data Transmission Electron Microscope (TEM), Difraksi Sinar-X (XRD) dan Spektroskopi Foton Sinar-X (XPS) menunjukkan masing-masing bahwa grafena berstruktur flat, adanya perubahan puncak pada C(002) untuk grafit, oksida grafit dan grafena dan terjadi pergeseran kimia yang berbeda antara grafit, oksida grafit dan grafena. Seluruh data tersebut membuktikan bahwa grafena dapat disintesis dari grafit. Grafena sebagai bahan pendukung untuk katalis pada sistem sel bahan bakar hidrogen merupakan suatu hal yang baru yang belum pernah dilakukan oleh peneliti lainnya. Sehingga penggunaan grafena sangat menarik untuk dikaji terus menerus dikarenakan sifatnya yang unik yang tidak dimiliki oleh material lainnya, yakni luas permukaan sentuhan yang besar (2630 m² g⁻¹) dan nilai konduktivitas yang tinggi (1250 S m^-1). Kinerja grafena sebagai bahan pendukung untuk katalis dalam sistem sel bahan bakar hidrogen serta pengembangan sintesis dan karakterisasi sifat-sifat grafena sangat menarik dan terus dikembangkan sebagai obyek riset yang tak pernah habis serta membuka berbagai peluang aplikasi dari penggunaan grafena. Oleh karena itu riset grafena baik sintesis dan kinerjanya sangat penting untuk terus dilakukan.

ii) Logam (Pt dan non-Pt) yang digunakan sebagai katalis. Kinerja katalis pada sel bahan bakar hidrogen bukan hanya tergantung pada bahan pendukung namun juga tergantung pada logam yang digunakan. Oleh karena itu, bahan pendukung dan logam selalu bersinergis baik untuk meningkatkan kinerja dari sel bahan bakar hidrogen. Ada berbagai persyaratan agar suatu material dapat digunakan sebagai bahan pendukung katalis pada sel bahan bakar hidrogen, yakni luas permukaan besar, konduktivitas tinggi, berinteraksi kuat dengan Pt dan non-Pt serta memiliki ketahanan korosi yang tinggi. Seluruh persyaratan tersebut dapat disediakan oleh grafena. Grafena sangat spesial dan menarik untuk dipelajari. Pada studi terdahulu menunjukkan bahwa Pt subnano kluster (partikel Pt berukukuran dibawah satu

(15)

nanometer) dapat terbentuk hanya didalam grafena (Rikson, 2012). Tambahan lagi ukuran partikel Pt dapat dikendalikan didalam grafena (nanometer hingga subnano kluster) (Rikson, 2013). Pt didalam grafena juga menunjukkan aktivitas elektro katalis yang baik sebagai katalis pada anoda dan katoda (Rikson, 2013 dan 2014). Pt subnano kluster didalam grafena memberikan banyak keuntungan, yakni secara ekonomis biaya penggunaan Pt bisa direduksi dikarenakan interaksi kimia yang kuat antara Pt dan grafena yang mengakibatkan Pt sangat aktif bila berinteraksi dengan grafena. Artinya jumlah Pt bisa dikurangi serta aktivitas katalis sangat reaktif sehingga kinerja sel bahan bakar hidrogen dapat ditingkatkan. Studi pendahuluan menunjukkan bahwa ukuran dan kinerja katalis Pt sangat ditentukan oleh bahan pendukungnya (Rikson, 2012, 2013 dan 2014). Oleh karena itu sangat perlu dilakukan berbagai penelitian untuk non-Pt agar biaya operasi sel bahan bakar hidrogen dapat dikurangi. Nusa tenggara timur (NTT) memiliki berbagai material alam yang potensial untuk dikembangkan, misalnya mangan dan zeolit. Penelitian ini juga akan fokus terhadap pengembangan non-Pt (Mangan dan Besi).

iii) Metode yang digunakan untuk mendepositkan platina didalam grafena.

Ada berbagai metode untuk mendepositkan katalis (Gambar 3).

Gambar 3. Skema ilustrasi dalam pendepositan katalis (a) impregnasi, (b) presipitasi, (c) koloid, dan (d) metode pertukaran ion.

Pada studi pendahuluan, metode impregnasi merupakan metode yang terbaik, dikarenakan dispersi katalis didalam bahan pendukung terdispersi secara homogen dan permukaan sentuhan katalis sangat besar, sehingga bisa meningkatkan kinerja dan aktivitas

(16)

katalis (Rikson, 2012, 2013 dan 2014). Tambahan lagi dengan menggunakan metode ini, Pt subnano kluster terbentuk dan terdeposit didalam grafena. Metode pendepositan Pt dan non- Pt didalam grafena dengan sistem impregnasi memiliki tahapan-tahapan: i) dispersi grafena didalam pelarut. Kelarutan dan dispersi grafena sangat menentukan dalam keberhasilan pendepositan logam didalam grafena. Kemampuan pelarut untuk mendispersi grafena akan menghasilkan distribusi grafena yang terdistribusi baik didalam pelarutnya, sehingga mampu bereaksi dengan logam secara baik. Hal itu penting agar aglomerasi logam didalam grafena dapat dihindari. Oleh karena itu pemilihan pelarut yang tepat untuk mendispersi grafena sangat penting; ii) dispersi Pt dan non-Pt didalam pelarut. Prekursor Pt dan non-Pt masing- masing dilarutkan dalam pelarut. Pelarut diharapkan mampu mereduksi prekursor dari tingkat ion menjadi logam (bervalensi nol). Pada tahapan ini, valensi prekursor diharapkan akan berubah dengan adanya daya reduksi dari pelarut, sehingga valensi logam nol dapat diperoleh. Hal ini penting, untuk menghasilkan logam yang stabil ketika terdeposit didalam grafena dan menghasilkan umur pakai yang tinggi serta aktivitas katalis yang tinggi; iii) deposit Pt dan non-Pt didalam grafena. Deposit Pt dan non-Pt didalam grafena dilakukan pada fase larutan. Larutan prekursor Pt dan non-Pt didepositkan didalam larutan grafena.

Pada tahapan ini, Pt dan non Pt diharapkan terdeposit dengan baik didalam grafena pada valensi nol (bersifat logam (metalik)), serta iv) reduksi Pt dan non-Pt didalam grafena menggunakan reduktor. Pt dan non-Pt terdispersi dengan merata diseluruh permukaan grafena tanpa agregasi dan koalansi. Artinya Pt dan non-Pt subnano kluster dapat terbentuk didalam grafena. Oleh karena itu interaksi Pt dan non-Pt didalam grafena diharapkan berinteraksi kimia sehingga Pt dapat menjadi lebih reaktif ketika terdeposit didalam grafena.

Hal ini akan memberikan aktivitas katalis yang tinggi dan biaya produksi katalis dapat dikurangi.

Penelitian yang akan dikerjakan meliputi: i) sintesis grafena dengan menggunakan reduktor natrium borohidrida (NaBH4); ii) solvasi grafena yang dihasilkan dalam berbagai pelarut polar, semipolar dan non polar); iii) solvasi prekursor Pt dan non-Pt pada berbagai pelarut polar, semipolar dan non polar); iv) reduksi Pt dan non-Pt didalam grafena menggunakan NaBH4; v) mekanisme pembentukan non Pt subnano clusters didalam grafena;

dan vi) aktivitas dan karakterisasi katalis non-Pt didalam grafena.

2.4 Kebaruan penelitian

Penelitian ini memiliki berbagai nilai kebaruan yakni:

(17)

i) sintesis grafena secara kimia merupakan penelitian yang sangat baru, dikarenakan metode ini sangat sederhana dan menghasilkan produk yang besar serta memiliki kualitas yang baik.

ii) Pt dan non-Pt subnano kluster didalam grafena merupakan invensi yang sangat baru, dikarenakan Pt subnano kluster hanya terbentuk didalam grafena dengan metode preparasi yang dilakukan secara berulang-ulang dan teruji.

iii) Mekanisme pembentukan Pt dan non-Pt subnano kluster didalam grafena merupakan mekanisme reaksi yang baru dan belum terpublikasi oleh peneliti lainnya.

iv) Kinerja grafena sebagai material pendukung Pt dan non-Pt dan elektrokatalis Pt dan non- Pt didalam grafena didalam sistem sel bahan bakar hidrogen belum banyak dilakukan penelitian.

v) Upaya dan invensi baru untuk menghasilkan material elektrokatalis baru yang bisa diaplikasikan dimasa depan pada sistem sel bahan bakar hidrogen guna mengurangi ketergantuangan energi dari sumber bahan bakar fosil, yakni masing-masing katalis Pt dan non-Pt didalam grafena.

vi) Pengembangan sistem impregnator dengan menggunakan reduktor gas, serta

vi) Metode yang umum untuk mengkarakterisasi katalis sel bahan bakar secara kimia adalah menggunakan difraksi sinar-X (XRD), mikroskop elektron payaran (SEM), transmission electron microscope (TEM) dan spektrofotometer infra merah (FTIR). Metode tersebut dapat digunakan untuk menentukan ukuran partikel Pt dan non-Pt serta morfologinya dengan menggunakan SEM dan TEM. Pada sisi lain, FTIR dapat membantu untuk mengetahui perubahan fungsional setiap tahapan reaksi, sehingga dapat diprediksi gugus – gugus fungsional yang berubah akibat setiap perlakuan.

(18)

2.5 Diagram Alir Penelitian

Tahun 1

a.Sintesis grafena dengan reduktor NaBH4 dan solvasi grafena didalam berbagai pelarut (aguades, etanol, asam asetat dan etilen glikol).

b. Solvasi prekursor Pt dan non-Pt didalam berbagai pelarut (aquades, etanol, asam asetat dan etilen glikol).

c.Reduksi prekursor Pt dan non-Pt terdeposit dalam grafena dengan menggunakan NaBH4.

d. Karakterisasi grafena dengan menggunakan SEM, TEM, XRD, FTIR dan konduktivitas.

e. Mekanisme Pt dan non Pt subnano kluster didalam grafena dengan menggunakan NaBH4.

Tahun 2

a. Pengendalian reduksi prekursor Pt dan non-Pt dalam suasana asam, basa, maupun netral.

b. Model mekanisme reaksi pembentukan Pt dan non-Pt subnano- kluster (sebelum proses deposit) pada berbagai kondisi pH.

c.Deposit larutan prekursor Pt dan non-Pt dalam berbagai kondisi pH kedalam larutan grafena.

d.Reduksi katalis (campuran larutan prekursor Pt dan non Pt didalam grafena) dengan menggunakan berbagai reduktor (sodium borohidrida, etilen glikol dan H2).

e. Model mekanisme reaksi pembentukan Pt subnano-kluster (setelah proses deposit) dengan menggunakan reduktor hidrogen.

1. Sintesis grafena (R. Siburian, 2012); 2. Pt subnano-kluster terbentuk didalam grafena dengan reduktor hidrazin (R. Siburian, 2013) dan 3. Pengaruh bahan pendukung karbon terhadap aktivitas katalis (R.Siburian , 2014).

Penelitian yang telah dilaksanakan

Penelitian yang akan dilaksanakan

Produk yang dihasilkan:

1. Grafena.

2. Katalis Pt dan non-Pt (Mn dan Fe) subnano kluster didalam grafena.

3. Publikasi nasional dan internasional 4. Buku ajar

5. Paten

(19)

BAB 3. METODE PENELITIAN

Tahapan penting dalam pengembangan katalis dalam sel bahan bakar adalah metode untuk mendepositkan platina didalam grafena. Ada berbagai metode untuk mendepositkan katalis (Gambar 3).

Gambar 3. Skema ilustrasi dalam pendepositan katalis (a) impregnasi, (b) presipitasi, (c) koloid, dan (d) metode pertukaran ion.

Pada studi pendahuluan, metode impregnasi merupakan metode yang terbaik, dikarenakan dispersi katalis didalam bahan pendukung terdispersi secara homogen dan permukaan sentuhan katalis sangat besar, sehingga bisa meningkatkan kinerja dan aktivitas katalis.

(20)

3.1 Penelitian Tahun-1 a. Tahap 1- Sintesis Grafena Pendekatan teoritis

Gambar 4. Sintesis grafena.

Pendekatan ini dimodifikasi dari metode Hummers (W. S. Hummer, et al, 1958). Sintesis grafena dilakukan dengan menggunakan bahan baku grafit (karbon tiga dimensi (3D)). Grafit mengandung berbagai lapisan grafena (karbon satu dimensi (1D)). Oleh karena itu, grafit harus dioksidasi dan diiultrafikasi agar lapisan-lapisan grafena yang ada di grafi dapat terpisah, akhirnya grafena dapat diperoleh (Rikson, 2012, 2013, 2014).

Bagan alir penelitian

Oksidasi Ultrasonikasi

Reduksi

Grafena

Grafit Oksida Grafit Oksida Grafen

+ KMnO4

Sentrifus 3000 rpm,10 menit Grafit

+ NaNO3

+ H2SO4

+ H2O2

Oksida Grafit

Ultrasonikasi 5 jam dalam pelarut air

Oksida Grafena + NaBH4

Distirer 2 hari Disaring

Residu Filtrat

Dikeringkan 2 hari Residu

Grafena

Dikarakterisasi

XRD SEM FTIR

Dilarutkan

+H2O (contr ol)

+etanol +As.asetat +Et. glikol

TEM Konduktivitas

(21)

Luaran yang dihasilkan dari Tahap 1 ini adalah grafena dan data-data pengukuran yang membuktikan bahwa grafena dapat dihasilkan.

b. Tahap 2- Solvasi Grafena Pendekatan teoritis

Grafen yang diperoleh diharapkan dalam bentuk layar tunggal. Namun dalam studi terdahulu ada berbagai gugus fungsi masih tinggal didalam grafena. Oleh karena itu, proses pelarutan grafena pada berbagai pelarut dengan mengendalikan pH larutan grafena menjadi tiga dengan menggunakan asam nitrat atau natrium hidroksida. Tujuannya agar gugus fungsional yang masih tersisa dapat dihilangkan sehingga diharapkan grafen layar tunggal dapat diperoleh. Mekanisme penghilangan gugus fungsi ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Mekanisme penghilangan gugus fungsi (Liao, et.al (2011))

(22)

Bagan Alir Penelitian

Tahap-2 diharapkan akan menghasilkan data tentang struktur grafena setelah diberikan perlakuan pelarut dan pH.

c. Reduksi prekursor Pt dan non-Pt terdeposit didalam grafena Pendekatan teoritis

Prekursor Pt, Mn dan Fe telah digunakan sebagai prekursor katalis untuk menyiapkan katalis Pt dan non-Pt terdeposit didalam grafena. Grafena dapat berfungsi sebagai jangkar bagi berbagai logam dan memberikan interaksi yang kuat dengan logam (interaksi π-d) serta memungkinkan ukuran partikel logam yang sangat kecil dapat terdeposit didalamnya. Hal tersebut dimungkinkan karena grafena memiliki luas permukaan yang besar (Rikson, 2012, 2013 dan 2014).

Bagan Alir Penelitian

Grafena

Diatur pH=3 Dilarutkan

+H2O , (contr

ol)

+etanol +As.asetat +Et. glikol

XRD SEM TEM FTIR Konduktivitas

Dikarakterisasi

H2PtCl6.6 H2O, MnCl2dan FeCl2

Dikarakterisasi

XRD SEM FTIR

direduksi

+ air (kontrol) + etanol + Asam sitrat + Etilen glikol

TEM KONDUKTIVITAS

(23)

3.2 Penelitian Tahun-2

a. Pengendalian reduksi prekursor dalam suasana asam, basa, maupun netral.

a. Deposit larutan prekursor dalam berbagai kondisi pH kedalam larutan grafena.

H₂PtCl₆.6 H₂O, MnCl₂dan FeCl₂ dilarutkan

+ air (kontrol) + diatur pH

+ etanol + diatur pH

+ Asam sitrat + di atur pH

+ Etilen glikol + diatur pH

Dikarakterisasi

XRD XRD SEM FTIR KONDUKTIVITAS

Distirer 2 jam Larutan prekursor Pt, Mn dan Fe dengan variasi pH

dilarutkan

+ air (kontrol) + atur pH

+ etanol + atur pH

+ Asam sitrat + atur pH

+ Etilen glikol + atur pH

+ larutan grafena + distirer 2 jam Disaring

Residu Filtrat

Dikeringkan selama 2 hari Katalis (Pt/grafena; Mn/grafena; Fe/grafena)

) Dikarakterisasi

XRD SEM FTIR TEM KONDUKTIVITAS

(24)

b. Reduksi katalis (campuran larutan precursor dan grafena) dengan menggunakan berbagai reduktor

Distirer 2 jam Larutan prekursor Pt, Mn dan Fe dengan variasi pH

dilarutkan

+ air (kontrol) + atur pH

+ etanol + atur pH

+ Asam sitrat + atur pH

+ Etilen glikol + atur pH

+ larutan grafena + distirer 2 jam Disaring

Residu Filtrat

Dikeringkan selama 2 hari Katalis (Pt/grafena; Mn/grafena; Fe/grafena)

) Dikarakterisasi

XRD SEM FTIR TEM KONDUKTIVITAS

(25)

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN 4.1 Anggaran Biaya

Ringkasan anggaran biaya yang diajukan pertahun disusun mengikuti komponen sebagaimana dalam Tabel 5.

Tabel 5 Format Ringkasan Anggaran Biaya Penelitian Kompetensi yang Diajukan Setiap Tahun

No Jenis Pengeluaran Biaya yang Diusulkan (Rp)

Tahun I Tahun II

1 Gaji dan upah 44.702.000,00 44.702.000,00

2 Bahan habis pakai dan peralatan 50.520.000,00 74.445.000,00

3 Perjalanan 15.928.000,00 15.928.000,00

4 Lain-lain: publikasi, seminar, laporan 13.850.000,00 13.850.000,00

Jumlah 125.000.000,00 148.890.000,00

4.2 Jadwal Penelitian

Tabel 6 Jadwal Kegiatan

No Jenis

Kegiatan

Tahun I Tahun I I

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

1 Persiapan (administrasi perijinan laboratoriu, penelusuran referensi dan kordinasi tim

x x x

2 Sintesis grafena

x x x

x x x 3 Solvasi

Grafena

x x x

x x x 4 Treatment

prekursor platina dalam suasana asam, basa dan netral

x x x

5 Treatment prekursor platina dalam berbagai pelarut

xx x

6 Analisis data xx

x x x x 7 Laporan dan

publikasi

xx x

X x x

8 Deposit x x x x

(26)

platina didalam grafene dengan berbagai perlakuan pH

x x

9 Reduksi katalis dengan variasi reduktor

x x x

10 Analisis data x

x x

x x x

x x x 11 Laporan dan

publikasi

x x x

(27)

DAFTAR PUSTAKA

A. A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, C. N. Lau (2008), Superior thermal conductivity of single-layer graphene, Nano Lett., 8, 902–907.

A. K. Geim, K.S. Novoselov (2007), The rise of graphen, Nature Materials, 6, 183–191.

A. Hermann, T. Chaudhuri, P. Spagnol (2005), Bipolar plates for PEM fuel cells: A review Int. J. Hidrogen Energi, 30, 1297–1302.

B. Seger, V. P. Kamat (2009), Electrocatalytically active graphene – platinum nanocomposites. Role of 2 – D carbon support in PEM fuel cells. J. Phys. Chem. C., 19, 7990–7995.

C. Lee, X. Wei, J. W. Kysar, J. Hone (2008), Mesurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene, Science, 321, 385–388.

E. J. Yoo, T. Okata, T. Akita, M. Kohyama, J. Nakamura, I. Honma (2009), Enhanced electrocatalytic activity of Pt subnanoclusters on graphene nanosheet surface, Nano Lett., 9, 2255–2259.

E. J. Yoo, T. Okada, T. Akita, M. Kohyama, I. Honma, J. Nakamura (2011), Sub-nano Pt cluster supported on graphene nanosheets for CO tolerant catalysts in polymer electrolyte fuel cells. J. Power Sources, 196, 110–115.

F. Veld (2012), Beyond the Fossil Fuel Era: On the Feasibility of Sustainable Electricity Generation Using Biogas from Microalgae, Energi Fuels, 26, 3882–3890.

G. Fischer, L. Schrattenholzer, Global bioenergi potentials through 2050, Biomass and bioenergi, 20, 151–152 (2001).

H. Zhang, P. K. Shen (2012), Recent development of polymer electrolyte membranes for fuel cells Chem. Rev., 112, 2780–2832.

H. W. Ha, Y. I. Kim, S. J. Hwang, R. S. Ruoff (2011), One-Pot Synthesis of Platinum Nanoparticles Embedded on Reduced Graphene Oxide for Oxygen Reduction in Methanol Fuel Cells, Electrochem. Sol. State Lett., 14, B70–B73.

International Energi Agency in World Energi Outlook (2011), 546–547, http://www.worldenergioutlook.org.

H. J. Choi, S. M. Jung, J. M. Seo, D. W. Chang, L. Dai, J. B. Baek (2012), Carbon nanomaterials as metal-free catalysts in next generation fuel cells, Nano Energi, 4, 534–551.

J. B. Hou, Y.Y. Shao, M. W. Ellis, R. B. Moore, B. L. Yi (2011), Graphen based electrochemical energi conversion and storage, Phys. Chem. Chem. Phys., 13, 15384–

15402.

(28)

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. A.

Grigorieva, A. Firsov (2004), Electric field effect in atomically thin carbon films, Science, 306, 666–669.

K. S. Novoselov, A. K. Geim (2007), Graphene a rising star, Science, 6, 183–188.

K. S. Novoselov, V. I. Fal’ko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, K. Kim (2012), A roadmap for graphene, Nature, 490,192–200.

M. J. Prather (2003), An environmental experiment with H2(Perspective), Science, 302, 581–

582.

M. D. Stoller, S. Y. Park, J. An. Zhu, R. S. Ruoff, Graphene based ultracapacitors, Nano Lett., 8, 3498–3502 (2008).

M. H. Seo, S. M. Choi, H. J. Kim, W. B. Kim (2011), Efficient electro-oxidation of biomass- derived glycerol over a graphene-supported Pt-Ru electrocatalyst, Electrochem.

Comm., 13, 182–185.

M. J. Allen, V. C. Tung, R. B. Kaner (2010), Honeycomb carbon: a review of graphene, Chem. Rev., 110,132–145.

M. T. Gencoglu, Z. Ural (2009), Design of a PEM fuel cell system for residential application, Int. J. Hidrogen Energi, 34, 5242–5248.

M. Momirlan, T. N. Veziroglu (2005), Design of a PEM fuel cell system for residential application, Int. J. Hydrogen Energy, 30, 795–802.

Q. Schiermeier, J. Tollefson, T. Scully, A. Witze, O. Morton (2008), Energi alternatives:

Electricity without carbon, Nature, 454, 816–823.

R. Lee (2011), The Outlook for Population Growth, Science, 333, 569–573.

R. Borup, et.al. (2007), Development of multilayered microreactor with methanol reformer for small PEMFC, Chem. Rev., 107, 3904–3951.

R. Siburian, J. Nakamura (2012), Formation Process of Pt Subnano-Clusters on Graphene Nanosheets, Journal of Physical Chemistry C, 116, 22947-22953.

R. Siburian, T.Kondo, J. Nakamura (2013), Size Control to a Sub-Nanometer Scale in Platinum Catalysts on Graphene, Journal of Physical Chemistry C, 117, 3635-3645.

Y. Cheng, C. H. Wang (2012), Enabling Sustainable Development through Creative and Innovative Chemical Engineering,Ind. Eng. Chem. Res., 51, 9919–9920.

S. Chu, A. Majundar (2012), Opportunities and challenges for a sustainable energi future, Nature, 488, 294–302.

S. Zhang, Y. Shao, H. Liao, M. H. Engelhard, G. Y. Geping, Y. L. Yuehe (2011), Synthesis of soluble graphene nanosheets, ACS Nano, 5, 1785–1791.

(29)

S. M. Choi, M. H. Seo, H. J. Kim, W. B. Kim (2011), Synthesis of graphene and their applications to methanol electro oxidation, Carbon, 49, 904–909.

S. Marchini, S. Gunther, J. Wintterlin (2007), Substrate – induced bandgap in graphene on hexagonal boron nitride: Ab ignition density functional calculations, Phys. Rev. B., 76, 075429–1–175429.

S. Sharma, B. G. Pollet (2012), A review of application of carbon nanotubes for lithium ion battery anode material J. Power Sources, 208, 96–119.

Y. Li, L. Tang, J. Li (2009), Pt/graphene nanocomposite, Electrochem. Comm., 11, 846–849.

Y. Xin, J. Liu, Y. Zhou, W. Liu, J. Gao, Y. Xie, Y. Yin, Z. Zou (2011), Preparation and characterization of Pt on graphene, J. Power Sources, 196, 1012–1018.

Y. S. Yun, D. Kim, Y. Tak, H. J. Jin (2011), Efficiency enhancement of inverted organic photovoltaic devices with ZnO nanopillars fabricated on FTO glass substrates Synth.

Met., 161, 2460–2465.

(30)

Lampiran 1. Biodata Ketua/Anggota Tim Peneliti/Pelaksana Ketua Peneliti

A. Identitas Diri

1 Nama Rikson Asman Fertiles Siburian, Ph.D

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Jabatan Fungsional Lektor Kepala

4 NIP/NIK/Identitas lainnya 197409042000121001

5 NIDN 0004097404

6 Tempat dan Tanggal Lahir Taput, 4 September 1974

7 E-mail [email protected];[email protected]

8 Nomor Telepon/HP 08123770541

9 Alamat Kantor Jl. Bioteknologi No.1 P.Bulan-Medan (20155) 10 Nomor Telepon/Faks (061) 881084

11 Lulusan yang Telah Dihasilkan

S1= 25 org ; S2 = 2 org ; S3 = 0 org 12 Mata Kuliah yg Diampu 1. Kimia Fisika

2. Kimia Polimer 3. Kinetika Kimia 4. Proses Industri Kimia 5. Kimia koloid dan permukaan B. Riwayat Pendidikan

S1 S2 S3

Nama Perguruan Tinggi

Universitas Sumatera Utara

Universitas Tsukuba

Bidang Ilmu Kimia Kimia Polimer Kimia Material

Tahun Masuk-Lulus 1993-1998 1999-2001 2010-2013

Judul

Skripsi/Tesis/Disertasi

Pengaruh

penambahan kitosan untuk pengurangan kadar limbah kelapa sawit pada kolam akhir

Impregnasi kayu kelapa sawit dengan polipropilena dan asam akrilat

Catalytic

properties and interface

interaction of platinum

subnanoclusters on graphene nano sheets Nama

Pembimbing/Promotor

1. Prof. H.

Marpaung, Ph.D 2. Prof. Dr.H.

Agusnar

1. Purboyo, Ph.D 2. Prof.Basuki, Ph.D 3. Prof. H. Marpaung,

Ph.D

1. Prof. Dr. J.

Nakamura

C. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun Terakhir

No Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jlh (Rp)

1 2008 Impregnasi Kayu Kelapa Sawit Hibah Pekerti- 75.000.000,-

(31)

dengan menggunakan PP/Karet Alam dan Asam Akrilat

Dikti (Ketua) 2 2009 Modifikasi Selulosa dengan

paduan poliolefin dan asam akrilat

Hibah Bersaing- Dikti (Anggota)

50.000.000,-

3 2012 Proses Pembentukan Pt Subnano- kluster di dalam grafena

nanosheets

Mandiri 10.000.000,-

4 2013 Pengontrolan Pt Subnano-kluster di dalam grafena nanosheets

Mandiri 10.000.000,

5 2013 Catalytic properties and interface interaction of platinum subnanoclusters on graphene nano sheets

Mandiri 10.000.000,

6 2014 Sintesis grafena dengan reduktor hidrazin, asam sitrat dan amonia

Mandiri 30.000.000,-

7 2015 Mekanisme reaksi pembentukan Platina (Pt)

sub-nano kluster di dalam grafena

DP2M Dikti (Hibah Fundamental)

50.000.000,-

8 2015 Sintesis grafena dengan reduktor NaBH4

Mandiri 10.000.000,-

D. Pengalaman Pengabdian Pada Masyarakat Dalam 5 Tahun Terakhir

No Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jlh (Rp)

1 2013 Pemantauan Lingkungan Pelindo di Tenau, Kalabahi dan Waingapu

Pelindo 75.000.000,-

2 2013 Survei kepuasan alumni, pengguna dan pimpinan alumni Undana di Kabupaten Ngada

DIPA-Undana 10.000.000,-

Pelindo 75.000.000,-

4 2014 Sistem pemilahan sampah di Yayasan Pendidikan Tunas Gloria Sikuman

DIPA-FST Undana

22.000.000,-

Pelindo 75.000.000,-

E. Publikasi Artikel Ilmiah Dalam Jurnal alam 5 Tahun Terakhir

Tahun Judul Penerbit/Jurnal

2014 Support Material Effect for Pt Catalytic Activity at Cathode (Review Process)

IRJPAC 2013 Size Control to a Sub-Nanometer Scale in Platinum

Catalysts on Graphene

The Journal of Physical Chemistry C

2012 Formation Process of Pt Subnano-Clusters on Graphene Nanosheets

The Journal of Physical Chemistry C

(32)

2009 Kompatibilitas Kinerja Asam Akrilat sebagai Coupling Agent dalam Matriks Termoplastik Polipropilena Daur Ulang

Jurnal Balitbangda Flobamora NTT

2008 Isolasi dan Identifikasi Komponen Utama Minyak Atsiri dari Kulit Buah Jeruk Manis (Citrus sinensis L.) Asal Timor, Nusa Tenggara Timur

Jurnal Natur Indonesia

2008 Polimer : Ilmu Material USU-Press

2008 Analisis Polimer USU-Press

F. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir No Nama Pertemuan Ilmiah

/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat

Waktu Tempat

1 Joint Research Nanoporous United Kingdom-Indonesia

Catalytic Activity of Pt/GNS

10 s/d 15 Pebruari 2015

Yamada Hotel, Bali-

Indonesia 2 The 4^thAnnual Basic

Science International Conference (BaSIC) 2014 and 5^thInternational Conference on Global Resource Conservation (ICGRC) 2014

Interface interaction between Pt and GNS

12 s/d 13 Pebruari 2014

Batu, Indonesia

3 HPI-FAPS International Conference on Innovation in Polymer Science and

Technology 2013 (IPST 2013) and The 4^th

International Conference on Fuel Cell and Hydrogen Technology 2013 (ICFCHT 20130

Properties of Graphene for Fuel Cell

7 s/d 10 Oktober 2013

Inna Garuda Hotel, Yogyakarta-

Indonesia

4 International association of colloid and interface scientist conference

Formation Process of Pt subnanoclusters on graphene

4 s/d 5 Oktober 2012

Sendai- Jepang

G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir

No Judul Buku Tahun Jumlah Halaman Penerbit

1 Polimer : Ilmu Material 2008 150 USU-Press

2 Analisis Polimer 2008 150 USU-Press

3 Catalytic properties and interface interaction of platinum subnano-clusters on graphene nano sheets

2014 220 Lambert-

Publisher

H. Penghargaan dalam 5 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya)

No. Judul/Tema/Jenis Tahun NAMA NEGARA / INSTANSI

(33)

Rekayasa Sosial Lainnya yang Telah Diterapkan

YANG MEMBERI 1 Satya Lencana 10 Tahun 2015 Presiden Republik Indonesia 2 The best doctoral

dissertation

2013 President of Tsukuba University 3 The best oral presentation

for International

Conference on Innovation in Polymer Science and Technology 2013 (ICFCHT)

2013 Chair of the IPST 2013 and ICFCHT 2013

4 The best presenter for 4^th Annual Basic Science International Conference (BaSIC) 2014 and 5^th International Conference on Global Resource Conservation (ICGRC) 2014

2014 Dean of Faculty of Mathematic and Natural Science and ICGRC committee.

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Penugasan Program Insinas Riset Pratama Individu.

Medan,13 Desember 2016 Ketua Pengusul

(Rikson Siburian, Ph.D) 197409042000121001

(34)

Anggota Peneliti I A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap (dengan gelar) Dr. Minto Supeno, MS

2 Jenis Kelamin Laki-Laki

3 NIP 196105091987031002

4 NIDN 0009056101

5 Tempat dan Tanggal Lahir Magelang, 9 Mei 1961

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Telepon/HP (061) 77846273/081221529999 dan 082316125319

8 Nama Institusi Tempat Kerja Jurusan Kimia FMIPA-USU

9 Alamat Kantor Jl. Bioteknologi No.1 Kampus FMIPA USU- Medan (20155)

10 Nomor telepon/faks (061) 8211375 B. Riwayat Pendidikan

S-1 S-2 S-3

Nama Perguruan Tinggi Universitas Sumatra Utara

Institut Teknologi Bandung

Universitas Tsukuba

Bidang Ilmu Kimia Fisika

Teoritis

Kimia Fisik Material

Kimia Anorganik

Material

Tahun Masuk-Lulus 1981-1986 1989-1991 2004-2007

Judul

Skripsi/Tesis/Disertasi

Penentuan Konstanta Gaya dari Perbandingan Model Lennard Jones (6,12) dan Sutherland (Teoritis)dengan Eksperimen

Efek Penambahan Benzoil Peroksida pada Campuran Polietilena/Karbon

Bentonit Alam Terpilar

sebagai Material Katalis/ Co- Katalis

Pembuatan Gas Hidrogen dan Oksigen dari Air

Nama

Pembimbing/Promotor

Drs. Abdi Negara Sitompul

Prof. Dr. NM.

Surdia

1. Prof. Dr.

Seri Bima Sembiring, M.Sc.

2. Prof. Basuki Wirjosenton o, M.S., Ph.D.

3. Prof. Dr.

Hemat R.

Brahmana, M.Sc.

(35)

No Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jumlah (Juta Rp.) 1 2011 Bentonit terpilar sebagai

material katalis/Co-Katalis pembuatan hydrogen dan oksigen

dari air pada reaksi glukosa menjadi sorbitol. Hibah bersaing Dikti Jakarta

Kemenristekdikti 50.000.000

D. Publikasi Artikel Ilmiah Dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun 1 Antena UHF dari tempurung

kelapa

Tempo, Gamma, D&R, Nova

2011

E. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) Dalam 5 Tahun Terakhir No. Nama Temu Ilmiah/Seminar Judul Artikel

Ilmiah

Waktu dan Tempat 1 Joint Indonesia-UK Conference on

Porous Materials

Synthesize Graphene Nano Sheets

Bali, 14-17 February 2015

2 2015 Indonesian-American Kavli Frontiers of Science Symposium

Properties of Graphene for Fuel Cell

Makassar, 26 July-1 August 2015 3 4^thAnnual Basic Science

International Conference (BaSIC) 2014 in conjuction with 5^th

International Conference on Global Resource Concervation (ICGRC) 2014

Catalytic Activity and Interface Interaction between Pt and Graphene

Batu, February 12-13^th 2014

4 3^rdInternational Conference on Advanced Material and Practical Nanotechnology

Support Material Effect for Fuel Cell Electrode Catalyst

JIExpo Kemayoran, 14-16 August 2014 5 Seminar Nasional Sainstek ke-2

Undana

Sintesis grafena dengan

menggunakan reduktor NH3

Hotel Aston Kupang, 15-16 Oktober 2014

6 ICFCHT2013 Prospect of

Graphene for Fuel Cell

Inna Garuda Hotel Yogyakarta, October 7-10,2013

7 IACIS2013 Synthesis Graphene

by using hydrazine and sodium borohydride

Sendai, Japan, May 13-18, 2012

F. Karya Buku Dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Buku Tahun Jumlah Halaman Penerbit

(36)

1 Prospect graphene nano sheets for fuel cell

2014 200 Lambert

Publisher G. Perolehan HKI dalam 10 Tahun Terakhir

No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID

1 Batok sebagai antenna televisi

2005 Paten Sederhana Uber HKI Dikti 2 2) Pengetasan

Bentonit terpilar/TiO2

2006 Paten Sederhana Uber HKI Dikti

H. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya dalam 10 Tahun Terakhir

No. Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial Lainnya

yang Telah Diterapkan

Tahun NAMA NEGARA / INSTANSI YANG MEMBERI 1 Konsultan PTP III Bidang

Pengendalian dan Pengolahan Limbah Cair Karet

2009 Dirut PTPN 3

2 Konsultan PTP III Bidang Recycle Limbah Asam asetat menjadi asetat untuk pabrik

2008-2009 Dirut PTPN 3

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Penugasan Program Insinas Riset Pratama Individu.

Medan, 13 Desember 2016 Anggota Pengusul

(

Dr. Minto Supeno, MS) 196105091987031002

(37)

Anggota Peneliti II A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap (dengan gelar) Prof. Dr. Harlem Marpaung

2 Jenis Kelamin Laki-Laki

3 NIP 194804141974031001

4 NIDN 0014044801

5 Tempat dan Tanggal Lahir Pematang Siantar, 14 April 1948

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Telepon/HP 061-8211375/08126040984 8 Nama Institusi Tempat Kerja Jurusan Kimia FMIPA-USU

9 Alamat Kantor Jl. Bioteknologi No.1 Kampus FMIPA USU- Medan (20155)

10 Nomor telepon/faks (061) 8211375 B. Riwayat Pendidikan

S-1 S-2/S-3

Nama Perguruan Tinggi Universitas Sumatra Utara

University of New South Wales Sydney-Australia

Bidang Ilmu Kimia Kimia Analitik

Tahun Lulus 1974 1983

Judul Skripsi/Tesis/Disertasi Pengaruh ion Halida pada

Peruraian Hidrogen Peroksida

Continuous-Flow with Catalytic Spectrophotometric and Electrochemical Methods

Nama

Pembimbing/Promotor

Drs. A. Daryono Dr. Pieter Alexander

No Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jumlah (Juta Rp.) 1 2010 Analisis Komponen Gula

dalam Salak Padang Sidempuan

DIPA USU 10.000.000

D. Publikasi Artikel Ilmiah Dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun 1 Utilization of Carbon From Palm

Shell As The Result From The Process of Liquid Smoke as Adsorbent to Reduce Metal Level of Hg

Seminar Nasioal Kimia

2014

2 Penentuan kadar logam berat Zn, Pb, Cd, Cr dan Cu limbah abu terbang (Fly Ash) Batubara Industri Oleokimia Secara Spektroskopi Serapan Atom

Prosiding 2014

3 Preparation and Characterization Carbon Nano Tubes-Chitosan

International Journal of

2/Issue 1/2015