dye sensitized solar cell (dssc) - digilib.uns.ac.id · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id...
Post on 10-Mar-2019
217 Views
Preview:
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
ISOLASI SENYAWA ANTOSIANIN DARI BUNGA MAWAR
MERAH (Rosa hybrida Hort) SEBAGAI SENSITIZER PADA
DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
Disusun Oleh :
LIA WULANDARI
M 0309031
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar
Sarjana Sains dalam bidang ilmu kimia
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Januari, 2014
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul ” ISOLASI
SENYAWA ANTOSIANIN DARI BUNGA MAWAR MERAH (Rosa hybrida
Hort) SEBAGAI SENSITIZER PADA DYE SENSITIZED SOLAR CELL
(DSSC)” adalah benar-benar hasil penelitian sendiri dan tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi,
dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu
dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 15 Januari 2014
Lia Wulandari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
ISOLASI ANTOSIANIN DARI BUNGA MAWAR MERAH (Rosa hybrida
Hort) SEBAGAI SENSITIZER PADA DYE SENSITISED SOLAR CELL
(DSSC)
LIA WULANDARI
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Telah dilakukan isolasi senyawa antosianin dari bunga Rosa hybrida Hort
sebagai sensitizer pada Dye Sensitized Solar Cell (DSSC). Proses ekstraksi
dilakukan dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol dengan
penambahan HCl. Ekstrak etanol dipisahkan dan dimurnikan dengan metode
kromatografi (Kromatogafi vakum cair dan kromatografi gravitasi) yang dipandu
dengan KLT. Senyawa hasil isolasi diidentifikasi dengan spektrofotometer UV-
Vis, FT-IR,13
C-NMR dan ¹H-NMR. Berdasarkan hasil analisis data, senyawa
yang teridentifikasi merupakan cyanidin yang mengikat 2 glikosida. Struktur
DSSC dibuat dengan menggunakan semikonduktor TiO2 anatase yang
disensitisasi dye ekstrak dan dye hasil isolasi. Adsorbsi dye terhadap lapisan TiO2
diidentifikasi dengan spektrofotometer FTIR dan UV-Vis. Identifikasi FTIR
lapisan TiO2 berhasil mengabsorp dye ekstrak maupun dye hasil isolasi. Hasil
analisis spektrofotometer UV-Vis lapisan TiO2/dye sudah aktif pada serapan 500-
550 nm. Karakteristik arus dan tegangan dipelajari dengan Keithley 2602A source
meter. Penggunaan dye hasil isolasi untuk sensitisasi lapisan TiO2 mempengaruhi
kinerja dari DSSC. Dari hasil pengujian, dye hasil isolasi dapat meningkatkan
efisiensi sebanyak 0,041 %.
Kata Kunci : Antosianin, Rosa hybrida Hort, Sensitizer, Solar Cell
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ISOLATION OF ANTHOCYANIN FROM ROSE FLOWER (Rosa hybrid
Hort) FOR SENSITIZER IN DYE SENSITISED SOLAR CELL (DSSC)
LIA WULANDARI
Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Sebelas Maret University
ABSTRACT
Anthocyanin was isolated from the Rosa hybrid Hort for sensitizer in Dye
Sensitized Solar Cell (DSSC). Extraction was performed by maceration using
ethanol with the addition of HCl as solvent. Ethanol extract was separated and
purified by chromatography methode (vacumm liquid chromatography and
gravitation chromatography) which were guided by thin layer chromatography.
Identification of isolated compound was determined by UV-Vis, FT-IR, 13
C-NMR
and 1H-NMR spectrophotometer. The compound was identified as cyanidin
binding two glycosides. DSSC structure made using semiconductor anatase TiO2
sensitized with dye from crude extracts and isolated compound. Adsorption of the
dyes to the TiO2 layer was determined by FTIR and UV-Vis spectrophotometer.
FTIR identification showed that TiO2 layer can absorb the dye from crude extracts
and isolated compound. The results of the analysis UV-Vis spectrophotometer
showed that TiO2/dye layer active at 500-550 nm. Current and voltage character
was determined by Keithley 2620A source meter. The isolated compound dye for
sensitization TiO2 layer can influence performance of DSSC. The isolated
compound dye can improve the efficiency of as much as 0.041%.
Key words: Anthocyanin, Rosa hybrid Hort, Sensitizer, Solar cell
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
MOTTO
“Allah tidak akan membebani seseorang melainkan sesuai dengan
kesanggupannya.”
(Q.S. Al-Baqarah: 286)
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
Maka apabila kamu telah selesai dari suatu urusan, kerjakanlah
dengan sungguh-sungguh urusan yang lain”
(Q.S. Al-Insyirah : 6-7)
“Boleh jadi Allah akan mengabulkan harapan kita dengan tidak
memberi apa yang kita inginkan, karena Dia Maha Tahu bahaya yang
akan menimpa dibalik keinginan kita”
(Aa Gym)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
PERSEMBAHAN
yang telah memberikan doa, semangat dan terima kasih telah
memberikan kepercayaan kepadaku selama ini. Maaf kalau tidak
bisa menyelesaikan ini semua tepat waktu .
Terima kasih sudah mempercayakan penelitianya kepada kami dan
terima kasih untuk kesabaran dan bimbingannya selama penelitian
Hartini, Nurul Naning, Ike, Ariantama, Frenandha dan Panji, terima
kasih untuk kekompakan, kebersamaan selama ini, mungkin nanti
kita akan merindukan masa indah ini.
Terutama untuk Nina, Prima, Muthi, Widya terima kasih atas
bantuannya selama ini
Untuk mb bintary, mas dony, mas wahru dan mb izzah terima
kasih atas bantuannya, akhirnya skripsiku kelar jugaaaa ^_^
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, karunia
dan ijin-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk
memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains dari Jurusan
Kimia FMIPA, UNS. Dalam penyusunan laporan ini, penulis tidak lepas dari
bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan
ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Eddy Heraldy, M.Si selaku ketua Jurusan Kimia FMIPA UNS.
1. Bapak M.Widyo Wartono, M.Si selaku pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, arahan dan kesabaran selama menyelesaikan
skripsi.
2. Bapak Risa Suryana, M.Si selaku pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan dan arahan selama menyelesaikan skripsi.
3. Ibu Desi Suci Handayani, M.Si selaku pembimbing akademik yang telah
memberikan bimbingan dan motivasinya.
4. Ibu Sayekti selaku ketua Laboratorium MIPA Terpadu serta pembimbing
tim riset inorganik, terima kasih atas kesabaran dan bimbingan selama
penelitian.
5. Bapak Edi pramono, M.Si selaku ketua Laboratorium Kimia FMIPA UNS,
serta mas Anang dan mbak Nanik atas bantuannya selama penelitian.
6. Seluruh Dosen di Jurusan Kimia, FMIPA UNS atas ilmu yang berguna
dalam menyusun skripsi.
Penulis mengucapkan terima kasih untuk semua pihak yang telah berjasa
kepada penulis khususnya dalam penyelesaian skripsi ini. Skripsi ini masih jauh
dari sempurna untuk itu penulis senantiasa mengharapkan saran dan kritik yang
membangun bagi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat
bagi pembaca.
Surakarta, 15 Januari 2014
Lia Wulandari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN.................................................................... iii
HALAMAN ABSTRAK ............................................................................ iv
HALAMAN ABSTRACT ............................................................................ v
HALAMAN MOTO ................................................................................ vi
PERSEMBAHAN ............................................................................... vii
KATA PENGANTAR ............................................................................ viii
DAFTAR ISI ............................................................................................. ix
DAFTAR TABEL .................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xv
BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1
A. Latar Belakang ....................................................................... 1
B. Perumusan Masalah ................................................................. 3
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................ 5
BAB II. LANDASAN TEORI .................................................................... 6
A. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 6
1. Bunga Mawar ..................................................................... 6
2. Antosianin ........................................................................... 7
3. Metode Isolasi dan Pemurnian Antosianin ........................... 9
a. Ekstraksi .......................................................................... 9
b. Kromatografi ................................................................. 10
1) Kromatografi lapis Tipis ............................................ 10
2) Kromatografi Vakum Cair (KVC) ............................. 11
3) Kromatografi Kolom Gravitasi .................................. 12
4) High Performance Liquid Chromatography ............... 12
4. Metode Identifikasi Senyawa Antosianin ........................... 13
a. Spektroskopi UV-Vis..................................................... 13
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
b. Spektroskopi Infra Merah .............................................. 14
c. Spektroskopi NMR ........................................................ 15
1) Spektroskopi 1H NMR ............................................... 15
2) Spektroskopi 13
C NMR .............................................. 15
5. Dye Sensitized Solar Cell ................................................... 16
6. Material DSSC................................................................... 18
a. Substrat ......................................................................... 18
b. Semikonduktor .............................................................. 18
c. Sensitizer ....................................................................... 19
d. Larutan Elektrolit........................................................... 20
e. Elektroda Lawan ............................................................ 21
7. Karakteristik Arus dan Tegangan Sel Surya ...................... 21
B. Kerangka Pemikiran ............................................................... 22
C. Hipotesis ................................................................................. 24
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN.................................................. 25
A. Metode Penelitian .................................................................... 25
B. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................. 25
C. Alat dan Bahan ........................................................................ 25
1. Alat yang digunakan ......................................................... 25
2. Bahan yang digunakan ....................................................... 26
D. Prosedur Penelitian .................................................................. 26
1. Persiapan Sampel ............................................................... 26
2. Ekstraksi ............................................................................ 27
3. Kromatografi Vakum Cair ................................................. 27
4. Kromatografi Gravitasi ...................................................... 27
5. HPLC ................................................................................ 27
6. Spektroskopi ...................................................................... 28
7. Fabrikasi DSSC ................................................................. 28
a. Pembuatan Pasta TiO2 .................................................... 28
b. Preparasi Deposisi Lapis Tipis TiO2 ............................... 28
c. Preparasi Larutan Elektrolit ............................................ 29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
d. Pembuatan Pasta Carbon ................................................ 29
e. Preparasi Deposisi Lapis Carbon .................................... 29
f. Pembuatan Larutan Dye.................................................. 29
g. Perendaman TiO2 dalam Larutan Dye ............................ 30
h. Struktur Sandwich DSSC ............................................... 30
i. Pengujian DSSC ............................................................. 30
E. Bagan Alir Cara Kerja ............................................................. 31
F. Teknik Analisis Data ............................................................... 32
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................... 33
A. Isolasi, Fraksinasi dan Purifikasi Senyawa dari Bunga
Mawar Merah .......................................................................... 33
B. Karakterisasi Senyawa C7 ........................................................ 39
1. Spektroskopi UV-Vis ........................................................... 39
2. Spektroskopi Infra Merah..................................................... 40
3. Spektroskopi NMR ............................................................. 42
C. Aplikasi Antosianin Dalam DSSC ........................................... 46
1. Pengukuran Konduktifitas Dye antosianin.......................... 46
2. Pembuatan Lapis Tipis TiO2 .............................................. 48
3. Proses Sensitisasi ............................................................... 48
4. Karakterisasi FTO/TiO2/dye .............................................. 48
a. Spektroskopi UV-Vis ................................................... 48
b. Spektroskopi Infra Merah ............................................. 49
c. Karakteristik Arus dan Tegangan Sel Surya ................. 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 55
A. Kesimpulan ............................................................................. 55
B. Saran ....................................................................................... 55
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 56
LAMPIRAN ............................................................................................. 60
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.
Tabel 2.
Tabel 3.
Tabel 4.
Tabel 5.
Tabel 6.
Tabel 7.
Tabel 8.
Panjang gelombang maksimum senyawa antosianin ……….....
Kandungan antosianin pada bunga mawar .............………….
Panjang gelombang maksimum senyawa isolat...……………...
Gugus fungsi pada senyawa isolat……………………......……
Interpretasi proton pada senyawa isolat...................................
Nilai konduktifitas dye……………….......................................
Gugus yang teridentifikasi pada permukaan FTO/TiO2 dan
FTO/TiO2/dye…………………………………………....……..
Karakteristik sel surya menggunakan dye antosianin................
8
9
40
41
45
47
51
54
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Gambar 2.
Gambar 3.
Gambar 4.
Gambar 5.
Gambar 6.
Gambar 7.
Gambar 8.
Gambar 9.
Gambar 10.
Gambar 11.
Gambar 12.
Gambar 13.
Gambar 14.
Bunga mawar ……………………………................................
Struktur dasar antosianin …………………...………………...
Struktur Dye-sensitized Solar Cell ………………………..….
Skema cara kerja DSSC ……………………………………....
Perkiraan ikatan antara dye dengan permukaan TiO2 (a) dye
antosianin (b) dye karoten.........................................................
Karakteristik kurva I-V pada DSSC ….......………………….
Ilustrasi skema area deposisi pasta TiO2……………………
Ilustrasi skema area deposisi pasta carbon..............................
(a) Proses maserasi.....................................................................
(b) Ekstrak kental etanol bunga mawar merah..........................
(a) Proses fraksinansi.................................................................
(b) Filtrat hasil pemisahan dengan KVC..................................
(c) Hasil identifikasi KLT dengan eluen butanol : etanol : air
(6:3:2)..................................................................................
Identifikasi KLT dengan eluen berbeda kepolaran...................
(a) 2-propanol : asam asetat : air (7:1:2)..................................
(b) Butanol : Etanol : air (5:2:3)..............................................
(c) Butanol : asam asetat : air (4.1.5)........................................
Spektrum UV fraksi C,D, E dan F dengan pelarut 0,1 % HCl
dalam metanol……….........................………………….……
(a) Proses pemisahan dengan kolom gravitasi.......................
(b) Identifikasi KLT dengan eluen butanol:etanol:air...............
KLT dengan eluen etil asetat : 2-propanol : water : asam
format (6:2:2:1).......................................................................
(a) Dilihat dari lampu UV 254 nm ............................................
(b) setelah disemprot dengan Ce(SO4)2..................................................
6
8
16
17
20
22
28
29
33
33
34
34
34
35
35
35
35
36
37
37
38
38
38
38
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
Gambar 15.
Gambar 16.
Gambar 17.
Gambar 18.
Gambar 19.
Gambar 20.
Gambar 21.
Gambar 22.
Gambar 23.
Gambar 24.
Gambar 25.
Gambar 26.
Gambar 27.
Gambar 28.
Gambar 29.
Kromatogram HPLC fraksi C7………….………......................
Spektrum UV ekstrak dan hasil isolat(C7) ……………….…...
Spektrum Infra Merah senyawa C7..........................................................
Kerangka struktur cyanidin........................................................
Sistem ABX pada aromatik..................................................
Spektra H-NMR senyawa isolat................................................
Spektra C-NMR senyawa isolat.................................................
(a) Kerangka cyanidin senyawa isolat....................................
(b) Gugus gula senyawa isolat..............................................
Kurva tegangan – arus dye ekstrak (a) dye isolat (b).................
Lapis tipis TiO2 pada kaca FTO................................................
Sensitisasi TiO2 dalam dye ………………...................………
Spektrum absorbansi FTO/TiO2 (a) FTO/TiO2/dye ekstrak (b)
FTO/TiO2/dye isolat ……………………………..…........…...
(a) Spektra IR TiO2 (b) TiO2 / dye ekstrak (c)TiO2 /dye isolat.
Struktur sandwich pada fabrikasi DSSC .................................
Pengujian arus tegangan (a) kurva I-V kondisi gelap dan
terang dye ekstrak (b) kurva I-V kondisi gelap dan terang
dye…………………….............................................................
39
39
41
42
43
43
44
46
46
47
48
48
49
50
51
52
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Determinasi Bunga Mawar Merah......................………......
Diagram alir percobaan......................... .............………….
Foto Percobaan…………………………………………….
Perhitungan Konduktifitas…………………………………
Perhitungan Efisiensi………...............……………......……
60
61
65
67
69
top related