MATERIAL ELEKTROLIT PADAT BERBASIS CeO2 DENGAN DOPAN Y2O3-Gd2O3 UNTUK APLIKASI IT-SOFC

Peningkatan penggunaan bahan bakar fosil memicu permasalahan pencemaran lingkungan, global warming, perubahan iklim, dan krisis energi. Solid Oxide Fuel Cell merupakan divais yang dapat mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik dengan efisiensi yang tinggi, bersih, dan ramah terhadap lingkungan. SOFC dengan YSZ sebagai elektrolitnya, membutuhkan temperatur operasi yang tinggi (700- 1000 oC) sehingga menjadi kendala untuk tahap komersialisasi. Penggunaan CeO2 yang didopan menggunakan Y2O3-Gd2O3 merupakan alternatif dari penggunaan YSZ sebagai SOFC karena memiliki temperatur operasi yang rendah < 700 oC, kompatibilitas kimia yang baik, sifat mekanik yang baik, dan konduktivitas ionik yang tinggi. Pada penelitian ini menggunakan tiga jenis serbuk oksida, yaitu sebuk CeO2, Y2O3, dan Gd2O3. Pembuatan sampel dilakukan dengan cara dry mixing ketiga serbuk di atas menggunakan mortar agate dengan ditambahkan PVA (Poyvinyl Alcohol) dan 3 tetes alkohol 70% sebagai bahan pengikat. Tahapan selanjutnya adalah proses kompaksi dengan tekanan 40 kN menghasilkan sampel berbentuk pellet dengan diameter 0,8 cm. Sintering dilakukan pada temperatur 1200 ̊C, 1300 ̊C, dan 1400 ̊C dengan variasi waktu penahanan yaitu 3 jam, 4 jam , dan 5 jam. Hal tersebut untuk mempelajari karakteristik sintering dan sifat mekanik yang berhubungan dengan konduktivitas ionik untuk aplikasi elektrolit SOFC. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa pada sampel (CeO2)0,7-(Y2O3)0,1-(Gd2O3)0,2 dengan temperatur sintering 1400 ̊C (penahanan 5 jam) diperoleh nilai densifikasi tertinggi sebesar 63.19%, kekerasan tertinggi sebesar 614,23 HVN, nilai energi aktivasi tertinggi sebesar 1.379 eV, dan nilai konduktivitas Ionik tertinggi sebesar 0,0775 S/cm. Dari hasil analisis, membuktikan bahwa konduktivitas ionik terpengaruh oleh temperatur operasi, komposisi dopan, waktu sintering, dan energi aktivasi.