SINTESIS DAN KARAKTERISASI ELEKTROLIT Ce0,9Gd0,1-XNdXO1,90 UNTUK APLIKASI SEL BAHAN BAKAR PADATAN SUHU SEDANG

Abstract

Elektrolit berbasis serium seperti GDC10 telah banyak dikembangkan untuk aplikasi sel bahan bakar oksida padatan suhu sedang atau yang dikenal dengan Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC). Kodoping merupakan salah satu cara untuk meningkatkan konduktivitas elektrolit IT-SOFC. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh penambahan kodopan neodimium (Nd) terhadap GDC10 (Ce0,9Gd0,1-xNdxO1,90) dengan rasio molar x = 0,025; 0,050; dan 0,075 terhadap sifat fisis dan elektrokimianya. Neodimium digunakan sebagai kodopan karena dapat menurunkan energi aktivasi, sehingga konduktivitas elektrolit meningkat. Metode sintesis yang digunakan adalah sol gel untuk menghasilkan serbuk GDC terdoping Nd, setelah itu serbuk dibuat pelet. Sampel dikarakterisasi dengan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengidentifikasi fasa, Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat morfologi dan Thermal Gravimetric Analysis (TGA) untuk melihat stabilitas termalnya. Dari hasil penelitian, kalsinasi pada suhu 700 oC selama 5 jam dan sintering pada suhu 1350 oC selama 2 jam diperoleh densitas pelet elektrolit lebih besar dari 95%. Hal ini telah memenuhi syarat sebagai elektrolit sel bahan bakar padatan yang baik. Keseluruhan sampel memiliki struktur kubik dengan ukuran kristal antara 4,26 nm hingga 4,47 nm. GDC10 terdoping neodimium dengan rasio molar x = 0,025 (GDC-Nd0,025) memiliki konduktivitas tertinggi yaitu 0,055 S/cmpada suhu 600 oC. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kodoping dapat meningkatkan konduktivitas sel elektrolit GDC untuk aplikasi sel bahan bakar oksida padatan suhu sedang.