SINTESIS DAN KARAKTERISASI KATODA GdBaCo2O5+?, ELEKTROLIT Ce0,9Gd0,1O2?? DAN ANODA Sr2Mg0,2Mn0,8MoO6-? UNTUK FABRIKASI SEL BAHAN BAKAR OKSIDA PADATAN
Total View This Week0
Total View This Week0
Institusion
Institut Teknologi Bandung
Author
Puspita, Indri (STUDENT ID : 20508020)
(LECTURER ID : 0009067001)
(LECTURER ID : 0009067001)
Subject
Kimia
Datestamp
0000-00-00 00:00:00
Abstract :
Sel bahan bakar adalah suatu sel elektrokimia yang bekerja dengan cara mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Salah satu jenis sel bahan bakar yang sering digunakan adalah sel bahan bakar oksida padatan (SOFC) yang menggunakan oksida padat sebagai elektrolitnya. Penggunaan temperatur operasi yang tinggi pada SOFC (~1000 °C) menimbulkan permasalahan terbatasnya material yang dapat bekerja pada kondisi temperatur operasi yang tinggi, waktu operasi singkat dan biaya produksinya juga tinggi. Penelitian di bidang SOFC saat ini terfokus pada pengembangan komponen-komponen sel yang mampu bekerja dengan baik pada temperatur operasi menengah (500 ? 800 °C). Salah satu Intermediate Temperature-SOFC (IT-SOFC) yang telah difabrikasi adalah GBCO/GDC/Ni-GDC. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, material anoda Sr2Mg1-xMnxMoO6-? dengan komposisi x = 0,2 diketahui menghasilkan konduktivitas listrik yang paling tinggi. Oleh karena itu, pada penelitian ini fabrikasi SOFC dilakukan dengan menggunakan komponen- komponen sel GdBaCo2O5+? (GBCO)/Ce0,9Gd0,1O2?? (GDC)/Sr2Mg0,2Mn0,8MoO6-? (SMMO) yang diharapkan dapat meningkatkan kinerja dari SOFC. Suatu unit sel bahan bakar terdiri dari tiga komponen, yaitu katoda, elektrolit dan anoda. Katoda dan elektrolit masing-masing disintesis dengan menggunakan metode reaksi fasa padat, sedangkan anoda disintesis dengan menggunakan metode sol-gel. Penentuan struktur kristal dilakukan dengan metode difraksi sinar-X serbuk. Difraktogram yang diperoleh dianalisis dengan metode Le Bail untuk mendapatkan parameter selnya. Hasil difraksi sinar-X menunjukkan bahwa senyawa GBCO yang dihasilkan berupa fasa tunggal, berstruktur ortorombik dengan grup ruang Pmmm. Pengukuran konduktivitas elektronik senyawa GBCO dengan metode empat titik menunjukkan bahwa terjadi transisi fasa isolator ke logam pada temperatur 100 °C. Sehingga daerah di atas temperatur transisi inilah yang dapat digunakan sebagai konduktor elektronik yang baik. Syarat yang harus dipenuhi oleh suatu katoda diantaranya adalah harus memiliki konduktivitas elektronik dan ionik yang tinggi. Pada temperatur 500 °C dihasilkan konduktivitas elektronik yang tinggi yaitu sebesar 304,11 S.cm-1. Hasil analisis SEM permukaan dan penampang lintang senyawa GBCO menunjukkan terdapatnya pori-pori yang cukup untuk mengalirkan gas oksigen ke elektrolit. Analisis difraksi sinar-X menunjukkan bahwa senyawa GDC yang dihasilkan berupa fasa tunggal, berstruktur kubik dengan grup ruang Fm-3m. Konduktivitas ionik dipelajari dengan spektroskopi impedansi dengan menggunakan sumber tegangan bolak-balik (AC). Nilai konduktivitas ionik yang diukur pada temperatur 500 °C sebesar 1,27 x 10-2 S.cm-1. Morfologi elektrolit yang rapat sangat mempengaruhi kinerja SOFC. Hasil analisis SEM permukaan dan penampang lintang senyawa GDC menunjukkan struktur yang rapat untuk mencegah terjadinya kebocoran gas oksigen. Hasil difraksi sinar-X untuk senyawa SMMO yang disinter pada temperatur 1250 °C diperoleh tiga fasa, yaitu SMMO sebagai fasa utama yang berstruktur monoklin dengan grup ruang P21/n serta fasa sekunder dan tersier berupa SrMoO4 dan MnO2 seperti yang telah dilaporkan pada penelitian sebelumnya. Fabrikasi SOFC yang dilakukan dengan menggunakan metode pelapisan emulsi menghasilkan kontak yang baik antara lapisan anoda-elektrolit dan lapisan katoda-elektrolit dengan terlihatnya batas antar butiran. Ketebalan elektrolit yang dihasilkan setelah dihaluskan dengan menggunakan serbuk karborundum mencapai 640 µm. Ketebalan lapisan katoda mencapai 49,33 µm, sedangkan pada anoda ketebalan hanya mencapai 22,89 µm. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa metode pelapisan emulsi dengan penambahan senyawa organik ?-terpineol yang digunakan dalam penelitian ini merupakan metode yang cukup tepat untuk memfabrikasi SOFC.
Sel bahan bakar adalah suatu sel elektrokimia yang bekerja dengan cara mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Salah satu jenis sel bahan bakar yang sering digunakan adalah sel bahan bakar oksida padatan (SOFC) yang menggunakan oksida padat sebagai elektrolitnya. Penggunaan temperatur operasi yang tinggi pada SOFC (~1000 °C) menimbulkan permasalahan terbatasnya material yang dapat bekerja pada kondisi temperatur operasi yang tinggi, waktu operasi singkat dan biaya produksinya juga tinggi. Penelitian di bidang SOFC saat ini terfokus pada pengembangan komponen-komponen sel yang mampu bekerja dengan baik pada temperatur operasi menengah (500 ? 800 °C). Salah satu Intermediate Temperature-SOFC (IT-SOFC) yang telah difabrikasi adalah GBCO/GDC/Ni-GDC. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, material anoda Sr2Mg1-xMnxMoO6-? dengan komposisi x = 0,2 diketahui menghasilkan konduktivitas listrik yang paling tinggi. Oleh karena itu, pada penelitian ini fabrikasi SOFC dilakukan dengan menggunakan komponen- komponen sel GdBaCo2O5+? (GBCO)/Ce0,9Gd0,1O2?? (GDC)/Sr2Mg0,2Mn0,8MoO6-? (SMMO) yang diharapkan dapat meningkatkan kinerja dari SOFC. Suatu unit sel bahan bakar terdiri dari tiga komponen, yaitu katoda, elektrolit dan anoda. Katoda dan elektrolit masing-masing disintesis dengan menggunakan metode reaksi fasa padat, sedangkan anoda disintesis dengan menggunakan metode sol-gel. Penentuan struktur kristal dilakukan dengan metode difraksi sinar-X serbuk. Difraktogram yang diperoleh dianalisis dengan metode Le Bail untuk mendapatkan parameter selnya. Hasil difraksi sinar-X menunjukkan bahwa senyawa GBCO yang dihasilkan berupa fasa tunggal, berstruktur ortorombik dengan grup ruang Pmmm. Pengukuran konduktivitas elektronik senyawa GBCO dengan metode empat titik menunjukkan bahwa terjadi transisi fasa isolator ke logam pada temperatur 100 °C. Sehingga daerah di atas temperatur transisi inilah yang dapat digunakan sebagai konduktor elektronik yang baik. Syarat yang harus dipenuhi oleh suatu katoda diantaranya adalah harus memiliki konduktivitas elektronik dan ionik yang tinggi. Pada temperatur 500 °C dihasilkan konduktivitas elektronik yang tinggi yaitu sebesar 304,11 S.cm-1. Hasil analisis SEM permukaan dan penampang lintang senyawa GBCO menunjukkan terdapatnya pori-pori yang cukup untuk mengalirkan gas oksigen ke elektrolit. Analisis difraksi sinar-X menunjukkan bahwa senyawa GDC yang dihasilkan berupa fasa tunggal, berstruktur kubik dengan grup ruang Fm-3m. Konduktivitas ionik dipelajari dengan spektroskopi impedansi dengan menggunakan sumber tegangan bolak-balik (AC). Nilai konduktivitas ionik yang diukur pada temperatur 500 °C sebesar 1,27 x 10-2 S.cm-1. Morfologi elektrolit yang rapat sangat mempengaruhi kinerja SOFC. Hasil analisis SEM permukaan dan penampang lintang senyawa GDC menunjukkan struktur yang rapat untuk mencegah terjadinya kebocoran gas oksigen. Hasil difraksi sinar-X untuk senyawa SMMO yang disinter pada temperatur 1250 °C diperoleh tiga fasa, yaitu SMMO sebagai fasa utama yang berstruktur monoklin dengan grup ruang P21/n serta fasa sekunder dan tersier berupa SrMoO4 dan MnO2 seperti yang telah dilaporkan pada penelitian sebelumnya. Fabrikasi SOFC yang dilakukan dengan menggunakan metode pelapisan emulsi menghasilkan kontak yang baik antara lapisan anoda-elektrolit dan lapisan katoda-elektrolit dengan terlihatnya batas antar butiran. Ketebalan elektrolit yang dihasilkan setelah dihaluskan dengan menggunakan serbuk karborundum mencapai 640 µm. Ketebalan lapisan katoda mencapai 49,33 µm, sedangkan pada anoda ketebalan hanya mencapai 22,89 µm. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa metode pelapisan emulsi dengan penambahan senyawa organik ?-terpineol yang digunakan dalam penelitian ini merupakan metode yang cukup tepat untuk memfabrikasi SOFC.
Download
book
BibTex
Latex, Jabref
cloud_download
Original Resource
url resource Institution
