Efek Sinergi Co-doping Atom Ni dan C pada Boron Nitrid sebagai Konverter Katalitik Oksidasi CO menjadi CO2

Abstract

Penggunaan kendaraan bermotor merupakan salah satu sumber utama pencemaran udara karena menghasilkan gas emisi CO yang berbahaya dan bersifat toksik. Diperlukan upaya untuk mengurangi gas emisi yang diproduksi oleh kendaraan bermotor yaitu dengan pemasangan konverter katalitik pada saluran pipa gas buang. Konverter katalitik dapat mengurangi gas emisi CO melalui reaksi oksidasi pada permukaan katalis yang akan mengubah gas emisi tersebut menjadi CO2. Penelitian ini berfokus pada studi berbasis komputasi menggunakan metode Density Functional Theory (DFT) dalam menjelaskan peranan permukaan katalis h-BN yang didoping dengan atom Ni dan C dengan dua macam permodelan. Peletakan doping yang berbeda dari masing-masing permodelan doping struktur h-BN dapat merubah sifat material tersebut, model I menjadi semikonduktor tipe-n karena terjadinya surplus elektron dan memiliki celah band gap sebesar 2 eV sedangkan model II menjadi semikonduktor tipe-p dengan celah band gap sebesar 3 eV. Model I memiliki potensi lebih baik terkait akvitias katalis karena jarak ikatan Ni-C yang lebih pendek dengan panjang 2,25 Å, sedangkan model II lebih stabil secara struktural dengan total energi yang lebih rendah sebesar -13.569,09 eV.

The use of motor vehicles is one of the main sources of air pollution as it emits the hazardous and toxic gas CO. Efforts are needed to reduce the gas emissions produced by motor vehicles, namely by installing catalytic converters in the exhaust pipes. Catalytic converters can reduce CO gas emissions through oxidation reactions on the catalyst surface that convert the gas emissions into CO2. This research focuses on a computational-based study using the Density Functional Theory (DFT) method to explain the role of the h-BN catalyst surface with Ni and C atom-doped structures with two kinds of modeling. The different doping placement of each doping modeling of the h-BN structure can change the properties of the material, model I becomes an n-type semiconductor due to electron surplus and has a band gap of 2 eV while model II becomes a p-type semiconductor with a band gap of 3 eV. Model I has better potential regarding catalytic activity due to the shorter Ni-C bond distance of 2,25 Å in length, while model II is more structurally stable with a lower total energy of -13.569,09 eV.