Lab Computational Materials Design and Quantum Engineering

Topik TA ini menggunakan software VASP (density functional theory) untuk menginvestigasi mekanisme reaksi perubahan NH3 menjadi N2. Reaksi ini adalah reaksi yang penting dalam pembuangan polusi knalpot kendaraan yang mengandung CO2, NOx, dan NH3. Ada tiga jenis katalis potensial yang bisa dipilih oleh 3 orang mahasiswa, yaitu M/Al2O3 (M = Cu, Pt, Ag), katalis atom tunggal M-N4G (M = Fe, Ru, Ir), dan Cu-zeolites. Dengan memvariasikan metal dan basis supportnya, diharapkan dapat diketahui pengaruhnya terhadap performa katalis-katalis tersebut. 

Kata Kunci: NH3 selective catalytic oxidation, DFT calculations

Topik TA ini memadukan teknik molecular dynamics (LAMMPS) dan density functional theory (VASP) untuk memodelkan grain boundary dari besi dan baja untuk menghitung difusi atom H pada grain boundary tersebut. Hal ini dilakukan untuk menginvestigasi fenomena perapuhan yang terjadi pada besi dan baja akibat hidrogen.

Kata Kunci: Hydrogen embrittlement, DFT Calculations, Molecular Dynamics

Topik TA ini menggunakan software VASP dan SCAPS untuk menghitung electronic structure dari berbagai perovskites dan kemudian menggunakan perovskite champion untuk membuat stacking devais sel surya menggunakan software SCAPS dan menghitung performanya melalui kurva I-V

Kata Kunci: DFT Calculations, SCAPS, eectronic & structural structures

Topik TA ini menggunakan software VASP untuk menghitung reaksi oksidasi metana menjadi metanol pada katalis Cu-MOF. Berbagai jenis ligan dan topologi MOF akan diujicobakan untuk menemukan perpaduan yang memberikan energi aktivasi yang paling rendah dan energi reaksi yang paling eksotermik, sehingga pada akhirnya dapat mengetahui faktor apa yang paling penting untuk mengontrol kedua parameter energi ini dan dapat mempropose jenis katalis baru berdasarkan cara desain yang lebih rasional seperti ini.

Kata Kunci: DFT Calculations, Catalyst design

Deskripsi

Kata Kunci: green hydrogen, electrocatalyst, metal phospate, water splitting, DFT, mikrokinetika

Deskripsi

Kata Kunci: green hydrogen, electrocatalyst, metal phospate, water splitting

Deskripsi

Kata Kunci: AWG, zeolite, water from thin air

Deskripsi

Kata Kunci: machine learning, green hydrogen, electrocatalyst, metal phospate, water splitting

Na3V2(PO4)3 merupakan jenis material elektroda baterai Na-ion yang tergolong sebagai Sodium Super Ionic Conductor (NASICON) karena memiliki nilai konduktivitas ionik intrinsik yang relatif tinggi. Untuk meningkatkan performa laju konduktivitas Na ion lebih jauh, pada penelitian ini akan dilakukan penambahan doping dengan mensubstitusi ion Vanadium dengan beberapa jenis logam transisi 3d seperti Cr, Mn, Fe, Co dan Ni. Dengan menggunakan pemodelan numerik berbasis Density Functional Theory (DFT) dan Cluster Expansion (CE), penelitian ini diharapkan dapat memberikan prediksi tentang pengaruh pemberian doping logam transisi 3d terhadap karakteristik Open-Circuit Voltage (OCV) dan laju difusi ion Na pada material Na3V2-xMx(PO4)3 [M=Cr, Mn, Fe, Co dan Ni].

Kata Kunci: Na-ion Battery, electrodes, open-circuit voltage, NASICON, Density Functional Theory (DFT), Cluster Expansion (CE), python

Kinetic Monte Carlo (KMC) adalah metode yang dapat digunakan untuk mensimulasikan dinamika suatu proses yang terjadi di alam. Perhitungan ini dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa perangkat lunak atau pustaka open source seperti KMCLIB. Meskipun demikian pustaka ini cukup sulit digunakan jika kita tidak mengetahui teori dasar maupun implementasi internal pustaka tersebut. Selain itu sebagian besar pustaka ini diimplementasikan dengan bahasa pemrograman Python. Meskipun demikian algoritma dasar dari KMC sendiri diimplementasikan dalam bahasa C++, karena performa Python tidak mencukupi. Adanya kombinasi Python dan C++ ini memberikan masalah two-language problem yang dapat merepotkan pengembangan lebih lanjut. Pada tugas akhir ini petugas akhir akan mengimplementasikan algorima KMC dengan menggunakan bahasa pemrograman Julia yang telah didesain untuk menyelesaikan two-language problem.

Kata Kunci: Kinetic Monte Carlo, Julia programming language

Dalam tugas akhir ini petugas akhir akan menggunakan tools PyIron untuk menghitung diagram fasa dari beberapa material terpilih. Dalam pengerjaannya petugas akhir juga dapat menggunakan machine-learning force field, seperti dalam tutorial berikut: http://pyiron.org/potentials-workshop-2022/phase_diagram/tutorial_1.html

Kata Kunci: Kinetic Monte Carlo, Julia programming language