Rekayasa Struktur Elektronik Single Walled Carbon Nanotube dengan Dopan Logam Kobalt untuk Adsorpsi Hidrogen Menggunakan Density Functional Theory

Abstract

Abstrak Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan informasi secara teoritis mengenai pengaruh logam Co pada struktur armchair single walled carbon nanotube (SWCNT(5,5)) terhadap band gap dan energi adsorpsinya pada molekul hidrogen yang nantinya diharapkan dapat digunakan sebagai salah satu alternatif dalam penelitian SWCNT sebagai media penyimpanan hidrogen. Pada penelitian hidrogen diletakkan pada posisi perpendicular­ dan parallel. Penelitian ini dilakukan menggunakan perangkat lunak NWChem 6.6 dengan metode DFT/B3LYP dan basis set terbesar yaitu 6-31G*. Perhitungan menggunakan 6-31G* menunjukan bahwa band gap dari SWCNT dan SWCNT.Co berturut-turut sebesar 1,553 eV sedangkan pada SWCNT.Co mengalami penurunan band gap menjadi 1,364 eV, selain perubahan band gap, doping logam Co menyebabkan terjadinya perubahan energi adsorpsi SWCNT terhadap H2 yaitu dari SWCNT murni yang mengadsorpsi H2 posisi perpendicular sebesar -0,012 eV menjadi -0,876 eV dan pada posisi H2 parallel berubah dari -0,0087 eV menjadi -0,874 eV hal ini menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan oleh SWCNT untuk mengadsorpsi H2 pada posisi perpendicular lebih kecil daripada H2 posisi parallel. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa doping logam Co dapat menurunkan band gap dan nilai energi adsorpsi SWCNT serta posisi peletakan hidrogen juga berpengaruh terhadap besarnya energi adsorpsi SWCNT. Abstract This research was conducted to obtain theoretical information about the effect of Co metal on the structure of a single walled carbon nanotube armchair (SWCNT5.5) on band gap and adsorption energy on hydrogen molecules which are expected to be used as an alternative in SWCNT research as a medium hydrogen storage.In this research, hydrogen is placed in perpendicular and parallel positions. This research was conducted using NWChem 6.6 with the DFT/B3LYP method and the largest basis set was 6-31G *. Calculations using 6-31G * show that the band gap of SWCNT and SWCNT.Co is 1.553 eV while in SWCNT.Co the band gap decreases to 1.364 eV, in addition to the band gap change, doping Co metal causes changes in SWCNT adsorption energy towards H2, which is from pure SWCNT which adsorbs the perpendicular H2 position of -0.012 eV to -0.876 eV and at H2 parallel position changes from -0.0087 eV to -0,874 eV this indicates that the energy required by SWCNT to adsorb H2 in more perpendicular positions small than parallel H2 position. From this study it can be concluded that the doping of Co metal can reduce the band gap and the energy value of SWCNT adsorption and the position of hydrogen laying also affect the amount of SWCNT adsorption energy.