EFEK ATOM SKANDIUM TERHADAP STRUKTURAL DAN SIFAT ELEKTRONIK SENYAWA KALSIUM BOROHIDRIDDIAMONIA SEBAGAI PENGHASIL HIDROGEN : STUDI BERDASARKAN PRINSIP UTAMA AB INITIO DFT

Muhammad Arsyik Kurniawan S., Prof. Dr.rer.nat. Ria Armunanto., M.Si

2014 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan kajian teoritis tentang struktur dan sifat elektronik dari senyawa Ca(BH4)2∙2NH3 sebagai salah satu material penghasil hidrogen serta pengaruh atom skandium terhadap sifat dehidrogenasi. Perhitungan energi, Density of States dan celah pita elektron dari struktur kompleks Ca(BH4)2∙2NH3 dilakukan dengan Density Functional Theory (DFT) dari metode himpunan basis set Projector Augmented-Wave dan fungsi energi perubahan dan korelasi menggunakan metode Generalized Gradient Approximation. Analisis terhadap struktur dan sifat elektronik kristal kompleks Ca(BH4)2∙2NH3 diperoleh atom-atom hidrogen yang teridentifikasi sebagai sumber molekul hidrogen yaitu hidrogen (Hδ-) dari BH􀀅 􀀆 dan hidrogen (Hδ+) dari NH3 dalam bentuk ikatan dihidrogen N–H∙∙∙H–B. Energi pelepasan molekul H2 sebesar 2,30 eV sedangkan energi pelepasan NH3 sebesar 1,52 eV, sehingga disosiasi NH3 lebih dominan daripada H2. Dengan penambahan skandium mengakibatkan energi pelepasan H2 sebesar 14 – 22% lebih rendah dibanding energi pelepasan NH3, hal ini mengindikasikan bahwa disosiasi H2 menjadi lebih dominan daripada disosiasi NH3.

Study of structure and electronic properties of solid Ca(BH4)2∙2NH3 as a hydrogen production material, including doping effect with scandium metal has been performed. The energy, density of states, and band structure of solid Ca(BH4)2∙2NH3 have calculated within framework of density functional theory (DFT) by the projector augmented-wave method, and generalized gradient approximation for the exchange-correlation energy functional. Structure analysis and electronic properties of Ca(BH4)2∙2NH3 indicated that the source of hydrogen molecule was verified by interaction from hydrogen (Hδ-) from BH􀀅 􀀆 and hydrogen (Hδ+) from NH3 in dihydrogen bonding site B– H∙∙∙H–N. The removal energy of hydrogen molecule is 2.30 eV while removal energy of NH3 molecule is 1.52 eV, dissociation of NH3 molecule more dominant than H2. The result of scandium doping give the removal energy of hydrogen molecule is 14 – 22% lower than NH3 removal energy, in this case, removal H2 molecule more dominant than NH3 molecule.

Kata Kunci : pengaruh Sc, penghasil hidrogen, Projector Augmented-Wave, Density Functional Theory