Nugroho, Willy Satrio (2020) Produksi Hidrogen Menggunakan Metode Selective Electron Attack Biomass Electrolysis Dengan Katalis Protein Mengandung Antioksidan. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Elektrolisis biomasa dapat lebih efisien daripada elektrolisis air. Namun, kebutuhan untuk katalis bahan mulia berstruktur rumit seperti Titania nanotube mengakibatkan elektrolisis biomasa dikategorikasn sebagai solusi produksi hidrogen yang tidak ekonomis. Berdasarkan fakta tersebut, berdasarkan karbon beberapa katalis sepenuhnya organik untuk biomassa elektrolisis dikembangkan dengan menggunakan karbonisasi dan doping atom berat untuk mendapatkan kemampuan mengumpulkan elektron dan kemampuan reduksi secara bersamaan. Maka, diperlukan 2 langkah untuk mensintesis elektrokatalis berbasis karbon. Padahal, kemampuan pengumpulan elektron dan kemampuan reduksi yang sama telah disediakan alam dalam antioksidan fenolik. Masalahnya adalah, antioksidan fenolik terkandung dalam protein dan sebagian besar protein mudah didenaturasi dengan pemberian sedikit energi saja. Oleh karena itu, penelitian ini membahas mengenai kinerja produksi hidrogen menggunakan elektrokatalis berbasis protein. Bahan organik berbasis protein dan grafit dilapisi secara termomekanis pada lembar PVC. Bahan protein yang mengandung antioksidan (PAMA) dan grafit dioleskan secara merata pada lembaran PVC kemudian ditutup dengan lembaran PVC lain untuk membentuk sandwich PVC. PVC Sandwich kemudian dipanaskan pada suhu 700C dan dikelupas. Lembaran PVC yang terkelupas kemudian ditempatkan di antara anoda dan katoda sebagai pemegang katalis untuk memfokuskan reaksi. elektrolisis dilakukan dengan menggunakan sumber tegangan 12V dengan anoda tembaga dan katoda seng. Pada studi ini, diskusi tentang kinerja produksi hidrogen dari bahan katalis organik berbasis protein dan karbon yang ditempelkan secara termomekanis pada lembaran PVC dibahas. Analisis morfologis, analisis fasa, dan analisis elemental bahan yang ditempelkan pada lembaran PVC menunjukkan pola simultan dengan performa elektrolisis masing-masing bahan. Mikrostruktur karbon besar yang ditumpuk oleh protein yang mengandung antioksidan (PAMA) telah menunjukkan laju produksi hidrogen yang naik secara instan namun kemudian turun secara drastis. Hal ini karena permukaan PAMA kunyit yang bermuatan positif cenderung diserang oleh elektron dibandingkan oleh konten biomassa air limbah. Sebaliknya, penggunaan mikrostruktur karbon besar untuk menutupi PAMA kunyit menghalangi elektron untuk menyerang muatan positif PAMA secara langsung sehingga daya tahan elektrolisis meningkat dengan tetap mempertahankan laju produksi hidrogen. Sedangkan, kombinasi PAMA fenolik dan enzimatik menghasilkan laju reaksi paling lambat dan hasil terendah yang menunjukkan bahwa senyawa fenolik telah menghambat reaksi enzimatik.
English Abstract
Biomass electrolysis can be more efficient than water electrolysis. However, the need for complicatedly structured noble material catalysts such as Titania nanotube has categorized biomass electrolysis as a non-feasible hydrogen production solution. Based upon that fact, several carbon-based fully organic catalyst for biomass electrolysis was developed by using carbonization and heavy atom doping to gain electron scavenging and reduction capability at the same time. Thus, there are 2 steps required to synthesize the carbon-based electrocatalyst. In fact, the similar electron scavenging and reduction capability were provided by nature in phenolic antioxidant. The main problem is phenolic antioxidants are contained in protein and most proteins are easily denaturated with little energy required. Therefore, this study provides discussions about the hydrogen production performance of the protein-based electrocatalyst. The protein-based organic material and graphite are coated thermomechanically on the PVC sheet. The antioxidant containing protein (ACP) material and graphite was spread evenly on the PVC sheet and then covered by another PVC Sheet to form a PVC sandwich. The PVC sandwich then heated 700C and exfoliated mechanically. The exfoliated PVC sheet then placed between the anode and cathode as the catalyst holder to focusing the reaction. The electrolysis was performed using a 12V power source with a copper anode and zinc cathode. The morphological analysis, phase analysis, and elemental analysis of coated materials have shown a simultaneous pattern with each material electrolysis performance. The large carbon microstructure covered by the ACP has shown a non-durable instant incremental hydrogen production pattern. This is because the surface of turmeric ACP covered by positive charges tends to be attacked by electrons than by the biomass content of wastewater. The use of large carbon microstructure to cover turmeric ACP obstructs the electron to attack directly the positive charge of ACP so that the electrolysis endurance increases while maintaining the hydrogen production rate. The combination of phenolic and enzymatic ACPs was resulting in the slowest reaction rate and lowest results which indicate that the phenolic compound has inhibited the enzymatic reaction.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/333.953 9/NUG/p/2020/042001322 |
| Uncontrolled Keywords: | Produksi Hidrogen, Katalis Organik, Biomasa, Air Limbah, Lembaran PVC,-Hydrogen Production, Organic Catalyst, Biomass, Wastewater, PVC Sheet |
| Subjects: | 300 Social sciences > 333 Economics of land and energy > 333.9 Other natural resources > 333.95 Biological resources |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 03 Jun 2022 08:18 |
| Last Modified: | 12 Apr 2023 03:18 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190821 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
Willy Satrio Nugroho.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (10MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |