Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... iii
UCAPAN TERIMAKASIH ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
RIWAYAT HIDUP ... xii
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ...1
I.2. Rumusan Masalah...3
I.3. Batasan Masalah ...4
I.4. Tujuan ...5
I.5. Manfaat Penelitian ...5
I.6. Metode Penelitian ...5
I.7. Waktu dan Tempat Penelitian ...5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sel bahan Bakar (Fuel Cell) ...6
2.2. Keramik...15
▸ Baca selengkapnya: anode pada sel aki berupa
(2)Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian ...19
3.5. Prosedur Pembuatan Pelet Keramik Ni-CSZ ...22
3.5.1 Pembuatan pelet keramik CSZ ...23
3.5.2 Proses Pembuatan Ni-CSZ ...24
3.5.3 Kompaksi ...25
3.5.4 Pengukuran densitas sebelum dan sesudah reduksi ...24
3.5.5 Proses Sintering ...25
3.5.5 Proses Reduksi ...28
3.6 Karakteristik dari keramik Ni-CSZ dengan Penambahan PVA ...29
3.6.1 Struktur Kristal ...29
3.6.2 Struktur Mikro ...30
3.6.3 Sifat Listrik ...32
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengaruh PVA terhadap Densitas Keramik ...33
4.2. Pengaruh PVA terhadap Struktur Kristal ...34
4.2. Pengaruh PVA terhadap Struktur Mikro...34
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ...42
5.2. Saran ...42
DAFTAR PUSTAKA ...43
LAMPIRAN A ...45
LAMPIRAN B ...46
LAMPIRAN C ...48
LAMPIRAN D ...51
LAMPIRAN E ...55
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Energi merupakan salah satu kebutuhan hidup yang harus terpenuhi demi
kelangsungan hidup manusia. Saat ini kebutuhan energi sudah sangat besar seiring
dengan peningkatan jumlah penduduk terutama energi listrik. Jadi, dalam bidang
energi sudah saatnya kita mengusahakan untuk memproduksi sumber energi
alternatif untuk mengantisipasi ketersediaan energi di masa yang akan datang.
Sumber energi tersebut harus memenuhi parameter keberhasilan suatu sumber
energi alternatif yaitu: dapat diperbarui (renewable energy), ramah lingkungan,
dan biaya yang murah. Salah satunya dengan memanfaatkan sel bahan bakar (Fuel
cell). Fuel cell merupakan konverter dari energi kimia ke energi listrik yang
ramah lingkungan. Fuel cell dirancang untuk dapat diisi reaktannya yang
terkonsumsi dimana fuel cell memproduksi listrik dan penyediaan bahan bakar
hidrogen dan oksigen dari luar. Reaktan yang biasanya digunakan dalam sebuah
sel bahan bakar adalah hidrogen di sisi anoda dan oksigen di sisi katoda. Reaktan
mengalir masuk dan produk dari reaktan mengalir keluar. Sehingga operasi jangka
panjang dapat terus menerus dilakukan selama disuplai oleh bahan bakar
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
Fuel cell ini di klasifikasikan sebagai pembangkit tenaga karena sel bahan
bakar ini dapat beroperasi secara terus menerus atau selama ada persediaan bahan
bakar (fuel) dan oksidan. Fuel cell diklasifikasikan dalam beberapa jenis
tergantung dari jenis bahan bakar yang digunakan, yaitu Alkaline Fuel Cell
(AFC), Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC),
Proton Exchange Membrane (PEM), Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) (Eileen,
2003). Fuel cell memiliki karakteristik umum yaitu sangat efisien (>85%),
modular (dapat ditempatkan dimana diperlukan), ramah lingkungan (tidak berisik,
emisinya rendah), panas yang terbuang dapat di simpan ( Sri Handayani, 2008).
SOFC dianggap menarik karena memiliki beberapa kelebihan
dibandingkan dengan fuel cell jenis lain. SOFC merupakan fuel cell dengan
temperatur tertinggi pada saat ini yaitu sekitar 600oC - 1000oC dan juga memiliki
tingkat efesiensi yang paling tinggi yaitu sekitar 60%. SOFC berkembang sejak
tahun 1950 dan memiliki dua bentuk yaitu planar dan tubular. Keuntungan dari
fuel cell jenis ini yaitu dapat menggunakan bahan bakar lain selain hidrogen.
Sama seperti jenis fuel cell yang lain, SOFC juga memiliki tiga bagian penting
yaitu elektrolit, katode, dan anode (Eileen , 2003).
Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan anode dari keramik Ni-CSZ
dengan penambahan konsetrasi berat polyvinyl alcohol (PVA). CSZ dipilih karena
memiliki kekosongan oksigen dalam jumlah besar sehingga sesuai untuk
membuat sel bahan bakar padatan (SOFC). Bahan tersebut merupakan insulator
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
memungkinkan bahan bakar mengalir ke elektrolit (G.Matula, T.Jardiel,
R.Jimenez, A.Varez, 2008). Dalam penelitian ini konsentrasi berat PVA akan
divariasikan untuk diketahui pengaruhnya terhadap karakteristik keramik Ni-CSZ
yang akan diaplikasikan sebagai anode dalam SOFC.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka
permasalahan penelitian dirumuskan sebagai berikut: ”Bagaimanakah pengaruh
penambahan konsentrasi berat PVA terhadap karakteristik keramik Ni-CSZ
sebagai anode pada SOFC”.
Rumusan masalah di atas, dapat diuraikan dengan pertanyaan-pertanyaan
penelitian sebagai berikut:
1. Bagaimanakah pengaruh penambahan PVA dengan konsentrasi berat sebesar
2%, 6%, dan 10% terhadap densitas keramik Ni-CSZ?
2. Bagaimanakah pengaruh penambahan PVA dengan konsentrasi berat sebesar
2%, 6%, dan 10% terhadap struktur kristal keramik Ni-CSZ?
3. Bagaimanakah pengaruh penambahan PVA dengan konsentrasi berat sebesar
2%, 6%, dan 10% terhadap struktur mikro keramik Ni-CSZ?
4. Bagaimanakah pengaruh penambahan PVA dengan konsentrasi berat sebesar
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
1.3 Batasan Masalah
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan keramik Ni-CSZ dengan metode
kompaksi yang disintering pada suhu 1500oC selama 2 jam dan direduksi dengan
hidrogen 7% pada 900oC selama 4 jam. Pada penelitian ini penambahan
konsentrasi berat PVA akan divariasikan sebesar 2%, 6%, dan 10%. Selanjutnya
pelet akan dikarakterisasi densitas, struktur kristal, struktur mikro, dan
konduktivitas listriknya.
Densitas diinterpretasikan dengan massa jenis pelet sebelum dan sesudah
direduksi, struktur kristal diinterpretasikan dengan parameter kisi berdasarkan dari
hasil XRD, struktur mikro diinterpretasikan dengan struktur mikroskopik secara
visual dan dilihat dari ukuran butir pelet tersebut dilihat dari hasil SEM, sifat
listriknya diinterpretasikan dengan konduktivitas listrik pelet tersebut berdasarkan
hasil uji listrik.
1.4 Tujuan
Sesuai dengan rumusan masalah yang telah dikemukakan diatas, maka
tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh penambahan konsentrasi berat sebesar PVA 2%,
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan konsentrasi berat PVA sebesar 2%,
6%, dan 10% terhadap struktur kristal keramik Ni-CSZ.
3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan konsentrasi berat PVA sebesar 2%,
6%, dan 10% terhadap struktur mikro keramik Ni-CSZ.
4. Untuk mengetahui pengaruh penambahan konsentrasi berat PVA sebesar 2%,
6%, dan 10% terhadap konduktivitas listrik keramik Ni-CSZ
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian berupa data-data tentang pengaruh penambahan
konsentrasi berat PVA terhadap densitas struktur kristal, struktur mikro, dan
konduktivitas listrik keramik Ni-CSZ ini diharapkan dapat menjadi acuan bagi
penelitian-penelitian yang lain, yang berkaitan dengan pembuatan keramik
Ni-CSZ. Jika keramik ini memenuhi kriteria-kriteria untuk anode suatu SOFC, maka
keramik ini dapat diusulkan dan dicoba untuk diaplikasikan.
1.6 Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan adalah dengan metode eksperimen.
1.7 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknologi Bahan
Dasar, Pusat Teknologi Nuklir Bahan dan Radiometri (PTNBR-BATAN) Jalan
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah eksperimen. Pada
penelitian ini dilakukan pembuatan keramik Ni-CSZ dengan metode kompaksi
serbuk.
3.2 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di kelompok Fisika Bahan, Pusat Teknologi Nuklir
Bahan dan Radiometri (PTNBR-BATAN) Jalan Tamansari 71 Bandung 40132.
3.3 Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada:
Tanggal : Maret 2010 – November 2010
Hari : Senin - Jumat
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
3.4 Alat dan Bahan
3.4.1 Peralatan yang Digunakan
Pada penelitian ini peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Untuk Preparasi Bahan Baku Serbuk
1. Penggerus
2. Neraca Digital METTLER AB 104
3. Botol bekas film atau gelas kaca yang ukurannya kecil
4. Sendok kecil
5. Mesin Penggerus
Untuk Kompaksi
1. Cetakan dari baja
2. Mesin Kompaksi
Untuk Sintering
1. Keramik
2. Cawan alumina
3. Oven Pemanas
4. Tungku Sinter
Untuk Reduksi
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
2. Tungku Reduksi
3.4.2 Bahan-Bahan yang Digunakan
Pada penelitian ini bahan-bahan yang digunakan adalah:
1. Serbuk ZrO2
2. Serbuk CaO
3. Serbuk NiO
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
3.5 Prosedur Pembuatan Pelet Keramik Ni-CSZ
Prosedur pembuatan keramik Ni-CSZ terlihat pada Gambar (3.1).
ZrO2 85%
Penggerusan
CaO 15%
Sintering pada suhu 1500oC selama 3 jam Pengepresan dengan tekanan rendah
Penggerusan
Sintering pada suhu 1500oC selama 3 jam Pengepresan dengan tekanan rendah
Penggerusan
Campur dengan NiO
2%
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
Gambar 3.1 Prosedur pembuatan keramik Ni-CSZ
3.5.1 Pembuatan pelet keramik CSZ
Pembuatan keramik CSZ merupakan campuran ZrO2 dan CaO. Komposisi
masing-masing senyawa tersebut dibuat dengan persentase mol sebagai berikut:
85% untuk senyawa ZrO2 dan CaO sebanyak 15% karena jika ZrO2 lebih dari
85% maka dikhawatirkan keramik akan menjadi rapuh sedangkan jika persentase
mol kurang dari 85% maka keramik Ni-CZS ini tidak akan membentuk struktur
Sintering 1500oC selama 2 jam
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
Jika jumlah total 12 gram maka zirkonia yang diperoleh adalah:
85 % ZrO2 = 85% / 100 x 12 = 11.10757 gram
Dan CaO yang diperoleh adalah
15% CaO = 15 % / 100 x 12 = 0.89243 gram
Kedua senyawa tersebut dicampur, lalu digerus pada mesin penggerus
selama 3 x 10 menit. Lalu dilakukan pengepressan dengan tekanan rendah
kemudian di sinter pada suhu 1500oC selama 3 jam. Setelah itu digerus kembali
selama 3 x 10 menit, dipres kemudian disinter kembali pada suhu 1500oC selama
3 jam sebelum akhirnya digerus kembali dengan menggunakan mortar agate dan
mesin penggerus. Pengulangan perlakuan ini diharapkan untuk menghasilkan
serbuk campuran CSZ yang homogen. Kemudian campuran CSZ yang terbentuk
ditambahkan dengan NiO dan PVA yang bervariasi konsentrasinya
masing-masing sebesar 2%, 6%, dan 10% dimana variasi persentase konsentrasi PVA
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
konsentrasi PVA ini bisa diekstrapolarsi jika ada penelitian lain yang mencoba
dengan persentase konsentrasi ≤ 2%, 6%, dan 10%.
3.5.2 Proses Pembuatan Ni-CSZ
Serbuk CSZ yang sudah terbentuk kemudian ditambahkan dengan NiO
karena NiO tidak mudah bereaksi dengan hidrogen ketika direduksi dengan
perbandingan komposisi 50%-50% perbandingan komposisi CSZ-NiO seperti ini
paling tepat karena jika komposisi NiO lebih besar dari 50% maka ketika
dilakukan reduksi akan semakin banyak oksigen yang hilang yang akan membuat
keramik memiliki terlalu banyak porositas dan akan mengakibatkan keramik
tersebut menjadi terlalu rapuh lalu ditambahkan dengan PVA yang komposisinya
divariasikan. Perbandingan persen berat CSZ, NiO, dan PVA ditunjukan pada
Tabel 3.1
Tabel 3.1 Perbandingan persen berat
% Berat
No CSZ NiO PVA
1. 49 49 2
2. 47 47 6
3. 45 45 10
Dari perhitungan persen berat dibuat perbandingan bahan dalam 4 gram
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
Tabel 3.2 Perbandingan bahan dalam 4 gram
% Berat
No CSZ NiO PVA
1. 1,96 1,96 0,08
2. 1,88 1,88 0,24
3. 1,80 1,80 0,40
3.5.3 Kompaksi
Setelah Semua bahan tercampur dengan komposisi yang sesuai, kemudian
bahan tersebut ditimbang 0,15 gram yang selanjutnya akan dilakukan proses
kompaksi dengan tekanan 50 ton/cm2 dan diameter cetakan 88 mm selama 20
detik. Hasil yang diperoleh pada tahap ini berupa pelet mentah.
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
3.5.4 Pengukuran Densitas Sebelum dan Sesudah Reduksi
Pelet mentah yang sudah terbentuk kemudian diukur rapat massanya
dengan mengukur massa, diameter dan tinggi pelet. Lalu setelah itu dihitung rapat
massanya sebelum dan sesudah direduksi dengan menggunakan persamaan:
2
Pelet mentah yang sudah terbentuk kemudian diukur rapat massanya dan
dilakukan proses sintering. Sebelum dilakukan proses sintering, pelet-pelet (3.3) (3.1)
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
mentah tersebut ditempatkan pada keramik dan diurutkan agar tidak tertukar satu
sama lain. Kemudian dilakukan proses sintering pada suhu 1500oC selama 2 jam.
Proses sintering ini terbagi menjadi 3 tahap yaitu yang pertama tahap pemanasan
menuju suhu 1500oC dengan laju pemanasan 10oC/menit, lalu yang kedua
merupakan proses penahanan pada suhu 1500oC selama 3 jam dan tahap yang
terakhir adalah tahap penurunan suhu 10oC/menit sampai suhu ruang.
T (oC)
15000C/3 jam
100C/ menit
100C/menit
t (menit) Gambar 3.3 Grafik sintering pelet keramik ZrO2-CaO-NiO
3.5.6 Proses Reduksi
Pelet yang sudah disintering kemudian diukur kembali rapat massanya.
Setelah direduksi 900oC dengan hidrogen 7% selama 5 jam. Proses reduksi juga
terbagi dalam 3 tahap seperti proses sintering. Tahap pertama yaitu penaikan suhu
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
tahap yang terakhir adalah tahap penurunan sampai suhu ruang. Setelah dilakukan
proses reduksi oksigen dalam NiO lepas dan NiO menjadi Ni. Lepasnya oksigen
ini menimbulkan banyak pori sehingga gas bahan bakar dapat mengalir lebih
optimal.
Gambar 3.4 Ni-CSZ yang ditambahkan PVA 2% sebelum dan sesudah direduksi
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
t (menit) Gambar 3.5 Grafik reduksi pelet keramik ZrO2-CaO-NiO
3.6 Karakteristik keramik Ni-CSZ dengan Penambahan PVA
3.6.1 Struktur Kristal
Sampel yang sudah disinter pada suhu 1500oC dan direduksi 900oC dengan
gas hidrogen 7% selanjutnya akan analisis dengan XRD menggunakan panjang
gelombang target CuK α (λ= 1,540600
A). Pengolahan data hasil karakterisasi
difraksi sinar-X (XRD) dilakukan dengan cara mencocokkan sudut 2 pola
difraksi yang dihasilkan keramik Ni-CSZ dengan pola difraksi calsium zirkonia
oksida, Ni, dan NiO standar dari Joint Committee of Powder Diffraction Standarts
(JCPDS). Lalu dapat terlihat fase yang muncul, intensitas, dan sudut hkl dari
keramik tersebut. Pola difraksi dianalisis dengan cara mencari harga sinus dari
sudut dimana terjadi puncak dengan intensitas yang tinggi sehingga diperoleh:
(3.4)
Nilai yang mungkin untuk struktur kubik adalah 1, 2, 3, 4... Hasil bagi
antara dengan adalah A. Nilai A yang paling banyak muncul
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
digunakan untuk menentukan parameter kisi a = b melalui persamaan 2.9 asalkan
panjang gelombang sinar-X diketahui. Setelah nilai A ditentukan, selanjutnya
menghitung nilai parameter kisi. Persamaan 3.1 dapat diubah menjadi bentuk:
Dengan: A= angka yang sering muncul
λ= panjang gelombang
a= parameter kisi (A)
3.6.2 Struktur Mikro
Struktur mikro diamati menggunakan SEM (Scanning Mikroscope
Electron) yang dilakukan di laboratorium Geologi Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi Kelautan (PPGL) Bandung. Proses ini dilakukan dengan
menggunakan alat JEOL JSM-6360LA dan pemotretan struktur mikro sampel
dengan pembesaran 2500 kali. SEM merupakan suatu jenis mikroskop yang
menggunakan berkas elektron yang dapat digunakan untuk mengkarakteristik
suatu bahan yang mampu menghasilkan perbesaran dengan resolusi tinggi yang
digunakan untuk melihat benda berukuran nano. Karakteristik SEM dapat
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
porositas dan ukuran butirnya. Pengolahan data karakterisasi SEM untuk
menentukan ukuran butir rata-rata keramik dilakukan dengan metode garis Heyn
(3.6)
Dengan: = Rata-rata diameter
n = Jumlah garis uji
l = Panjang garis uji
v = Perbesaran foto
PK = Jumlah batas butir yang terpotong
Langkah pertama membuat beberapa garis uji dengan cara menarik garis
melintang pada foto hasil SEM dengan jarak antargaris yang sama. Setelah itu,
membuat garis potong yang memotong setiap butir yang dilalui garis uji. Garis uji
yang dibuat diukur panjangnya. Panjang garis uji, jumlah garis uji, jumlah garis
potong dan pembesaran foto disubstitusikan ke persamaan 3.6 sehingga diperoleh
ukuran butir rata-rata.
3.6.3 Sifat Listrik
Karakteristik sifat listrik yang ingin diketahui dalam penelitian ini adalah
konduktivitas listrik keramik Ni-CSZ. Keramik Ni-CSZ dilapisi perak terlebih
dahulu lalu diberi kontak logam dengan perak dan dipanaskan pada suhu 400oC
selama 2 menit dan diukur hambatan listriknya.
k
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
Setelah melakukan pengukuran diperoleh keluaran arus listrik terhadap
perubahan beda potensial. Dengan menggunakan persamaan hukum Ohm kita bisa
mengetahui resistansinya, yaitu:
Setelah nilai resistansi diperoleh, harga resistivitas dapat diperoleh dengan
menggunakan persamaan:
Setelah nilai resistivitas diperoleh maka nilai konduktivitas listrik dapat
diperoleh dengan menggunakan rumus:
(3.7)
(3.8)
(3.9)
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
1
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil kajian yang telah dilakukan terhadap penelitian
penambahan variasi komposisi PVA terhadap karakteristik dari keramik Ni-CSZ
untuk diaplikasikan sebagai anode pada SOFC, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Semakin besar konsentrasi PVA yang ditambahkan maka harga densitas
keramik Ni-CSZ semakin kecil.
2. Keramik Ni-CSZ memiliki nilai parameter kisi yang sama, baik sebelum
maupun sesudah dilakukan proses reduksi dan fase CSZ pada keramik
Ni-CSZ ini memiliki struktur kristal kubik.
3. PVA hanya berpengaruh pada porositas sedangkan terhadap ukuran butir
tidak terlalu terlihat pengaruhnya.
4. Semakin besar konsentrasi PVA yang ditambahkan maka akan mempebesar
nilai hambatan keramik sehingga harga konduktivitasnya semakin kecil dan
sesuai dengan literatur.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian ini, penulis menyarankan untuk memberikan
hidrogen lebih besar dari 7% dengan waktu yang lebih lama dari 5 jam agar
reduksi dapat terjadi lebih optimal sehingga fase NiO sudah tidak ada lagi setelah
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.(2008). BSD.just another blog. Fuel Cell. Tersedia:
http://basuki1.ganeca.net/index.php?option=com_conten&task=view&id= 45&Itemid=13. [22 Maret 2012].
Anonim.(2011). Pengecoran. Tersedia: http://id.wikipedia.org/wiki/pengecoran. [3 Juni 2012].
Anonim.(2012). Polyvinyl Alcohol. Tersedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/polyvinyl_alcohol. [3 Juni 2012].
Anonim.(2012). Sintesis Senyawa Zirconia Oksida (ZrO2). Tersedia:
http://www.scribd.com/doc/28850526/sintesis-ZrO2
-dan-aplikasi-di-kehidupan. [3 Juni 2012].
Anonim.(2012). Solid Oxide Fuel Cell. Tersedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/solid_oxide_fuel_cell. [22 Maret 2012].
Anonim.(2012). Solution to Homework Assignment Phase Diagrams. Tersedia:
http://fog.ccsf.cc.us/wkufmyn/ENGN45/ENGN45_Online_Homework/og_ Homework_PhaseDiagrams_SOLUTION.htm. [4 Juni 2012].
Barsoum, Michel. (1997). Fundamental of Ceramics. Library of Congress in Publication Data: Singapore
Beiser, A. (1999). Konsep Fisika Modern. Erlangga : Jakarta
Changrong He,(2008). The mechanical and electrical properties of Ni/YSZ anode support for solid oxid fuel cell.
Cook, Brian. (2001). An Introduction to Fuel Cell and Hydrogen Technology. Canada.
De Guire, Eileen J. (2003). Solid Oxid Fuel Cell. Tersedia:
http://www.csa.com/discoveryguides/fuelcell/overview.php. [17 Maret 2012].
Gustaman, Dani. (2009). Private of Comunication. PTNBR BATAN: Bandung. Handayani, Sri. (2008). Membran elektrolit berbasis polieter-eter keton
Eka Herliyani, 2012
Pengaruh Penambahan Polyvinyl Alcohol (Pva) Terhadap Karakteristik Keramik Ni-Csz Untuk Diaplikasikan Sebagai Anode Pada Sofc
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
Herhady, R.Didiek, R.Sukarsono. (2007). Pengaruh suhu dan waktu sintering terhadap kualitas bahan bakar kernel UO2 dalam Furnace jenis Fluidized
Bed. ISSN: 0854-2910: Jakarta.
Ilham, Kurniawan Osa. 2010. Serial Otak Indonesia (7): Fuel Cell ala Indonesia.
http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2010/01/12/serial-otak-indonesia-6-fuel-cell-ala-indonesia.
Matula, G, T. Jardiel, R. Jimenez, B. Levenfeld, A.Varez. (2008). Microstructure, mechanical and electrical properties of Ni-YSZ anode supported solid oxide fuel cells. Volume 32. Pages 21-25. Archives of Materials Sciences and Engineering. Madrid, Spanyol.
Rusianto, Toto. (2009). Hot Pressing Metalurgi Serbuk Aluminum dengan Variasi Suhu Pemanasan. Volume 2. Pages 89-95.