Katalis Reduksi Proton Kobaloksim dalam Reaksi Pemecahan Air untuk Penyediaan Energi Terbarukan

Abstract

Sumber energi terbarukan yang berasal dari matahari berpotensi untuk digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Konversi energi matahari menjadi energi kimia pada artificial photosynthesis dengan bantuan katalis kobaloksim dapat menghasilkan O2 dan H2 sebagai bahan bakar alternatif. Studi literatur ini bertujuan menganalisis prinsip konversi energi matahari menjadi energi kimia melalui reaksi pemecahan air dan membandingkan pengaruh modifikasi struktur terhadap parameter kinerja katalis kompleks kobaloksim. Modifikasi struktur pada ligan aksial terbukti dapat meningkatkan aktivitas katalitik. Parameter utama yang digunakan untuk mengevaluasi kinerja katalis, yaitu turnover number (TON) dan turnover frequency (TOF). Berdasarkan 18 kompleks yang telah dilaporkan, nilai TON dan TOF terbesar dihasilkan oleh kompleks yang tersubstitusi gugus pirena, asam karboksilat, serta atom nitrogen, seperti amina dan histidina. Kehadiran atom nitrogen dapat memfasilitasi transfer proton melalui tiga arah, yaitu antara atom N, oksim, dan air sebagai pelarut. Ligan pirena akan membentuk interaksi π-π dengan dinding komposit untuk menjangkau pusat reaksi katalitik.

Renewable energy source from the sun has the potential to be used as an alternative for fossil fuel. Conversion of solar energy into chemical energy on artificial photosynthesis with the support of a cobaloxime catalyst can produce O2 and H2 as an alternative fuel. This literature study aims to analyze the converting solar energy into chemical energy by water splitting reactions and to compare the effect of structural modification on the performance parameter of the cobaloxime complex catalyst. Structural modification of the axial ligand showed an increase in catalytic activity. The main parameters used to evaluate the catalyst performance are turnover number (TON) and turnover frequency (TOF). Based on the 18 complexes that have been reported, the highest TON and TOF values are produced by complex substituted pyrene group, carboxylic acid, and a nitrogen atom, such as amine and histidine. The presence of nitrogen atom can facilitate the proton transfer in three directions, which are between N atom, oxime, and water as a solvent. Pyrene ligand will establish π-π interaction with composite wall to reach the catalytic reaction center.