Tesis

Optimalisasi kalor laten nanokomposit fe3o4-graphene/peg-sio2 sebagai material konversi & penyimpan energi panas / Widya Nurul Jannah

Abstrak
Peningkatan efisiensi energi terbarukan dapat diatasi melalui penggunaan material PCM (Phase Change Material). PCM merupakan salah satu material yang dapat menyimpan dan melepaskan energi panas dengan kapasitas yang tinggi. Material pendukung yang dapat mengurangi kelemahan PCM adalah SiO2 graphene dan material Fe3O4. Kombinasi bahan tersebut akan memiliki fungsi ganda sebagai konversi dan penyimpan energi panas melalui proses magnetotermal dan phototermal. Pada penelitian ini berfokus pada pengaruh penambahan SiO2 terhadap kestabilan bentuk material PCM dan pengaruh Fe3O4-Graphene terhadap struktur morfologi sifat magnet dan kalor laten dari komposit Fe3O4-Graphene/PEG-SiO2. Sintesis nanokomposit Fe3O4-Graphene/PEG-SiO2 diawali dengan melakukan sintesis Fe3O4 dari bahan dasar pasir besi Pantai Sine Tulungagung dengan metode kopresipitasi. Sintesis graphene oksida dengan metode Hummer sebagai bahan dasar graphene yang digunakan untuk sintesis komposit Fe3O4 ndash Graphene. Selanjutnya penelitian difokuskan pada proses sintesis PCM dengan bahan PEG-SiO2 menggunakan metode sol-gel. Sampel yang memiliki sifat fisis paling optimal dilanjutkan ke tahap sintesis nanokomposit Fe3O4 ndash Graphene/PEG-SiO2 dengan kandungan Fe3O4 ndash Graphene yang berbeda. Hasil XRD sampel Fe3O4 ndash Graphene dengan kandungan graphene 0 2 gram dan Fe3O4 ndash Graphene dengan kandungan graphene 0 6 gram menunjukkan fase Graphene dan fase Fe3O4 sedangkan variasi yang lainnya menunjukkan fase . Analisis kuantitatif dengan metode Williamson-Hall (W-H) menunjukkan nanokomposit Fe3O4 ndash Graphene dengan kandungan graphene 0 6 gram memiliki nilai regangan 1 39 times 10-3 stress -134 MPa dan nilai kerapatan energi 56 8 kJm-3. Nilai tersebut paling kecil dibandingkan dengan sampel lain. Selain itu Fe3O4 ndash Graphene dengan kandungan graphene 0 6 gram memiliki nilai Eg 1 7 eV lebih kecil dari beberapa referensi sehingga dapat meningkatkan pemanenan cahaya. Hasil uji FT-IR menunjukkan adanya ikatan aromatik C C dan ikatan hidrogen dalam bidang graphene menjadi ciri adanya penggabungan Graphene dengan Fe3O4. Berdasarkan hasil uji kestabilan bentuk PEG4000/SiO2 menunjukkan kestabilan pada susunan PEG 4000/SiO2 dengan komposisi PEG 4000 sebanyak 70% dan SiO2 30%. Komposisi tersebut digunakan untuk komposit Fe3O4-Graphene/PEG-SiO2 dengan kandungan Fe3O4-Graphene yang berbeda dari 5-8%. Sifat magnet dari semua sampel menunjukkan superparamagnetik dengan nilai magnetisasi yang meningkat dari 1.05-2.55 emu/g sebanding dengan peningkatan kandungan Fe3O4-Graphene. Analisis DSC menunjukkan nilai titik leleh dari komposit Fe3O4-Graphene/PEG-SiO2 pada rentang 57 9-60 5 dengan nilai kalor laten 94.4-111.7 J/g. Selain itu nilai kalor laten sebagai ukuran kapasitas penyerapan panas pada komposit didapatkan gt 100 J/g. Nilai kalor laten yang tinggi dapat meningkatkan efisiensi penyimpanan energi panas. Nilai efisiensi sebanding dengan besarnya nilai kalor laten sehingga material dengan nilai kalor laten tinggi berpotensi diaplikasikan sebagai penyimpan energi panas.

Informasi Detail

DDC

Rt 537.2448 JAN o

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2021.

Deskripsi Fisik

xx, 82 lembar : il. ; 30 cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00032/KI/22

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2021

Subjek

1. PANAS , PENYIMPAN ENERGI
2. PHASE CHANGE MATERIAL
3. HEAT, ENERGY STORAGE

Pembimbing

1. Sunaryono ; 2. Siti Zulaikah

Lampiran Berkas