Perpustakaan Digital ITB

Pertumbuhan penduduk dunia yang diiringi dengan pertumbuhan kebutuan energi mengakibatkan emisi CO2 meningkat. Mengacu pada kesepakatan negara-negara dunia untuk mengurangi emisi CO2, diperlukan teknologi untuk memproduksi energi secara lebih efisien. Solid oxide fuel cell (SOFC) merupakan salah satu teknologi konversi bahan bakar menjadi listrik secara langsung dan efisien. Saat ini suhu operasi SOFC masih relatif tinggi (~1000oC). Neodymium doped ceria (NDC) merupakan salah satu kandidat elektrolit yang dapat dioperasikan pada suhu lebih rendah. Penambahan sintering aid CuO dapat membantu mengurangi biaya produksi melalui penurunan suhu sintering elektrolit. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan CuO terhadap sifat-sifat NDC. Pada penelitian ini dibuat serbuk NDC dengan rumus kimia Ce0,75Nd0,25O1,875 dengan penambahan CuO sebanyak 0, 0,5, 1, dan 1,5% berat. Serbuk dicampur melalui pengadukan pada etanol. Campuran serbuk dikompaksi menjadi pelet dan disinter pada suhu 1000oC, 1200oC, dan 1400oC selama 4 jam. Selain itu, dilakukan variasi waktu yaitu 2, 3, dan 4 jam untuk suhu sintering 1200oC. Dimensi dan massa pelet sebelum dan sesudah sintering diukur untuk mengetahui densitas relatif dan mekanisme penyusutan linier. Impedansi diukur menggunakan potensiostat pada suhu 500-700oC dengan selang pengukuran 50oC. Data pengukuran impedansi berupa kurva Nyquist diolah menjadi nilai konduktivitas dan energi aktivasi. Pengujian menggunakan SEM-EDS dan XRD dilakukan pada pelet-pelet tertentu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa densitas relatif tertinggi sebesar 65,21% diperoleh pada pelet dengan penambahan 0,5% berat CuO yang disinter pada suhu 1200oC selama 4 jam. Pada sampel tanpa penambahan CuO, penyusutan linier terjadi melalui mekanisme difusi batas butiran dan pada sampel dengan penambahan CuO terjadi fenomena liquid phase sintering. Analisis EIS menunjukkan bahwa penambahan CuO dapat menurunkan hambatan batas butir. Konduktivitas tertinggi sebesar 1,52 x 10-2 S/cm pada suhu operasi 700oC dengan energi aktivasi 0,85eV diperoleh pada pelet dengan penambahan 0,5% berat CuO.