Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan Phase Change Material (PCM) seperti asam stearat dalam sistem penyimpanan energi termal sering terkendala oleh masalah kebocoran saat berada pada fasa cair. Penelitian ini bertujuan untuk mengatasi kelemahan tersebut dengan mengembangkan material komposit berbasis Metal-Organic Frameworks berbasis kalsium fumarat (CaFu-MOF), yang berfungsi sebagai matriks pendukung untuk menahan kebocoran asam stearat. CaFu-MOF berhasil disintesis, didukung karakterisasi menggunakan P-XRD yang sesuai dengan referensi CCDC No. 1918336. Pengukuran luas permukaan melalui metode Brunauer-Emmett-Teller (BET) dengan nilai luas permukaan sebesar 235,66 m2/g. Pemodelan Non-Local Density Functional Theory (NLDFT) menunjukkan CaFu-MOF didominasi oleh pori-pori berdiameter 6,36 nm dan 12,68 nm. Pencampuran asam stearat ke dalam matriks CaFu-MOF dilakukan dengan bantuan pelarut etanol. Hasil analisis spektroskopi Fourier-Transform Infrared (FTIR) menunjukkan terjadinya superposisi gugus fungsi dari kedua material tanpa adanya pembentukan ikatan baru. Komposit divariasikan berdasarkan perbandingan massa 80:20, 70:30, 60:40, serta 55:45. Pengujian kebocoran fasa mengonfirmasi bahwa komposit dengan rasio massa 60:40 merupakan batas pemuatan jenuh yang mampu menahan fasa cair secara makroskopis. Uji termal menggunakan instrumen Differential Scanning Calorimetry (DSC) menunjukkan komposit 60:40 memiliki kemampuan penyimpanan energi termal paling optimal yang ditunjukkan oleh nilai entalpi endotermik sebesar 83,530 ± 2,339 J/g dan nilai entalpi eksotermik sebesar 76,960 ± 1,178 J/g sepanjang 5 siklus termal kontinu. Komposit rasio 60:40 menghasilkan nilai fraksi kristalisasi ( ) sebesar 95,13% dan efisiensi penyimpanan panas ( ) sebesar 90,24%. Karakterisasi XRD pasca-siklus menunjukkan adanya transformasi struktur pasca siklus pemanasan-pendinginan yang ditandai oleh perubahan puncak pada difraktogram. Meskipun terjadi penataan ulang orientasi kristal MOF, komposit tetap menunjukkan kapasitas penyimpanan energi laten secara konstan. Hasil penelitian ini menunjukkan potensi komposit CaFu-MOF/Asam Stearat sebagai material penyimpan panas yang stabil untuk aplikasi jangka panjang.