KARAKTERISASI MATERIAL PERAPAT SOFC BERBASIS RHA, ALUMINA, DAN MAGNESIA

*Raka Ramananda  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Sulistyo Sulistyo  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Gunawan Dwi Haryadi  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia

Citation Format:
Abstract
Krisis energi global dan tuntutan dekarbonisasi mendorong pengembangan teknologi Solid Oxide Fuel Cell (SOFC). Namun, efisiensi jangka panjang SOFC sangat bergantung pada integritas komponen sealant (perapat) dalam mencegah kebocoran gas pada suhu tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan material sealant berbasis sistem SiO₂-Al₂O₃-MgO yang ekonomis dan berkelanjutan dengan memanfaatkan limbah Abu Sekam Padi (RHA) sebagai sumber silika amorf. Material komposit difabrikasi melalui metode pencampuran mekanik (ball milling) dan kompaksi dengan variasi pengikat Polyvinyl Alcohol (PVA) sebesar 0,3 g, 0,35 g, dan 0,4 g, diikuti proses sintering pada suhu 1300°C. Karakterisasi material dilakukan menggunakan XRF, XRD, SEM, dan uji permeabilitas gas standar ASTM D6539-13. Hasil uji XRF menunjukkan peningkatan konsentrasi silika menjadi 25,80% pasca-sintering akibat dekomposisi material organik. Analisis XRD mengungkap terbentuknya fasa kristalin dominan Cristobalite (±77,0%) yang memberikan stabilitas termal, berdampingan dengan fasa amorf yang berfungsi mengisi celah antar-partikel, serta fasa Corundum sebagai penguat mekanik. Pengamatan SEM memperlihatkan mikrostruktur yang terintegrasi baik dengan porositas tertutup. Evaluasi kinerja menunjukkan bahwa formulasi dengan 0,3 g PVA menghasilkan nilai permeabilitas terendah dan paling stabil pada kisaran 0,018–0,019 Darcy. Penelitian ini menyimpulkan bahwa komposit keramik berbasis RHA memiliki karakteristik struktur dan kemampuan penahanan gas yang memenuhi persyaratan sebagai material perapat SOFC yang efektif.
Fulltext View|Download
Keywords: abu sekam padi; permeabilitas; sealant; sintering; solid oxide fuel cell (sofc)
Article Info
Section: Articles
Language : ID
Recent articles
SIMULASI NUMERIK CFD-DEM PADA AGITATED PACKED BED DRYER PADA MATERIAL BERDENSITAS TINGGI STUDI KONVERGENSI MESH PADA KONTAK DUA HEMISPHERE MENGGUNAKAN METODE FINITE ELEMENT ANALISIS THERMOELASTO-HYDRODYNAMIC PADA MULTILAYER GAS FOIL THRUST BEARING DENGAN VARIASI MATERIAL PELAPIS MENGGUNAKAN PENDEKATAN FLUID STRUCTURE INTERACTION (FSI) More recent articles
  1. B. C. Herrejón et al., "The impact of the energy crisis on the global economy and the environment," Energy Rep., vol. 9, pp. 123–135, 2023
  2. P. K. Ozili and E. Ozen, "Global energy crisis, finance and climate change: The case of the COVID-19 pandemic," Int. J. Energy Econ. Policy, vol. 13, no. 4, pp. 1–13, 2023
  3. B. Zakeri et al., "Pandemic, war, and global energy transitions," Energy Res. Soc. Sci., vol. 92, Art. no. 102775, 2022
  4. D. Tan, "The negative impact of fossil fuel on climate change," Appl. Energy, vol. 113, pp. 10–20, 2014
  5. V. Ramanathan and Y. Feng, "Air pollution, greenhouse gases and climate change: Global and regional perspectives," Atmos. Environ., vol. 43, no. 1, pp. 37–50, 2009
  6. L. Smith et al., "Comparative environmental profile assessments of commercial and novel material structures for solid oxide fuel cells," Appl. Energy, vol. 235, pp. 1300–1313, 2018
  7. W. Jin-Hua et al., "Performance of La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 cathode for solid oxide fuel cells," J. Power Sources, vol. 136, no. 1, pp. 34–40, 2004
  8. M. Singh, D. Zappa, and E. Comini, "Solid oxide fuel cell: Decade of progress, future perspectives and challenges," Int. J. Hydrogen Energy, vol. 46, no. 57, pp. 29320–29339, 2021
  9. E. L. Corral and R. E. Loehman, "Ultra-high-temperature ceramic coatings for oxidation protection of carbon-carbon composites," J. Am. Ceram. Soc., vol. 91, no. 5, pp. 1467–1470, 2008
  10. T.-L. Tsai, C.-C. Yang, and C.-T. Liu, "Glass-ceramic sealants for planar ITSOFCs: Effects of B2O3 content on the crystallization and thermal properties," J. Power Sources, vol. 176, no. 1, pp. 220–230, 2008
  11. F. Baldi, S. Moret, K. Tammi, and F. Maréchal, "The role of solid oxide fuel cells in future ship energy systems," Energy, vol. 194, Art. no. 116811, 2020
  12. Y. Su and J. Xu, "Circular economy in agriculture: Utilization of rice husk ash," J. Clean. Prod., vol. 380, pp. 135–148, 2023
  13. K. Selvaranjan, S. Navaratnam, P. Rajeev, and N. Ravinthiran, "Rice husk ash as a sustainable source of silica in construction materials: A review," Constr. Build. Mater., vol. 276, Art. no. 122106, 2021
  14. R. Spotorno et al., "Sintering and crystallization behavior of a glass-ceramic sealant for SOFC," J. Eur. Ceram. Soc., vol. 40, no. 13, pp. 4567–4575, 2020

Last update:

No citation recorded.

Last update:

No citation recorded.