Perpustakaan Digital ITB

Saat ini banyak negara yang masih mengandalkan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batubara sebagai sumber energi. Ketergantungan dalam memanfaatkan bahan bakar fosil sebagai salah satu sumber energi mengakibatkan berbagai permasalahan lingkungan dan kesehatan. Oleh karena itu, saat ini sedang dikembangkan sumber energi baru terbarukan (EBT). Salah satu contoh sumber energi baru terbarukan yaitu fuel cell. Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) adalah salah satu jenis dari fuel cell yang menggunakan material oksida padat. SOFC merupakan suatu perangkat elektrokimia yang dapat mengubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi listrik dengan memanfaatkan oksigen dan hidrogen untuk bereaksi. Permasalahan utama SOFC adalah temperatur operasi yang tinggi (~1000oC). Material elektrolit yang memiliki konduktivitas ionik tinggi merupakan salah satu solusi dalam pemilihan material untuk menurunkan temperatur operasi SOFC. Gadolinium Doped Ceria (GDC) merupakan salah satu bahan berbasis ceria yang dapat dipakai pada SOFC suhu menengah. Untuk menurunkan temperatur operasi ini diperlukan penambahan co-doping pada elektrolit padat GDC agar memiliki konduktivitas ionik dan kestabilan yang tinggi pada suhu operasi menengah. Studi ini betujuan untuk membandingkan pengaruh co-doping Praseodimium (Pr) dan Samarium (Sm) terhadap karakteristik fisik maupun karakteristik kelistrikan dari elektrolit padat GDC untuk aplikasi material pada Intermediate Temperature SOFC (IT-SOFC). Metode yang digunakan pada studi ini yaitu studi literatur. Pada studi ini akan dibandingkan pengaruh kedua co-doping tersebut terhadap nilai konduktivitas ionik yang didapat dan juga nilai energi aktivasinya. Hasil studi literatur menunjukkan bahwa penambahan co-doping Pr dan Sm akan mempengaruhi parameter kisi, mikrostruktur, konduktivitas ionik dan energi aktivasi elektrolit padat GDC. Penambahan co-doping Pr dan Sm akan meningkatkan parameter kisi dari struktur cubic fluorite ceria. Mikrostruktur yang terbentuk menunjukkan ukuran butiran yang kecil dan tampak homogen yang menunjukkan bahwa elektrolit padat GDC dengan co-doping Pr dan Sm ini memiliki sifat mekanik dan sifat kelistrikan yang baik. Konduktivitas ionik meningkat seiring dengan penambahan konsentrasi co-doping Pr sampai 6% lalu akan menurun dengan peningkatan konsentrasi Pr pada suhu operasi 500 oC. Untuk pengaruh co-doping Sm, konduktivitas ionik meningkat sampai konsentrasi Sm 5% lalu akan menurun dengan meningkatnya konsentrasi Sm pada suhu operasi 700oC. Energi aktivasi menurun pada konsentrasi co-doping Pr dan Sm optimum. Secara keseluruhan, penggunaan co-doping Pr paling efektif untuk meningkatkan konduktivitas ionik dan menurunkan energi aktivasi pada suhu operasi yang lebih rendah.