2020 : Pengembangan Material Komposit CaCO3/TiO2 dengan Campuran Perovskite CaTiO3 untuk Aplikasi Sel Surya dan Fotokatalisis

Lizda Johar Mawarani S.T., M.T.
Dr.-Ing Doty Dewi Risanti S.T., M.T
Ruri Agung Wahyuono ST, MT
Vania Mitha Pratiwi ST, MT


Abstract

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.