PENGARUH pH SILIKA BERBASIS ABU VULKANIK TERHADAP KOMPOSIT SiO2-MgO SEBAGAI KANDIDAT SEAL FUEL CELLS

Abstract

Abstrak Pada penelitian ini abu vulkanik letusan Gunung Kelud dimanfaatkan sebagai bahan penghasil silika (SiO2). Ekstraksi dilakukan menggunakan metode hidrotermal-kopresipitasi, dengan jalan mereaksikannya kedalam larutan NaOH sehingga didapatkan larutan sodium silikat (Na2SiO3). Sodium silikat kemudian dititrasi dengan HCl 2M hingga mencapai pH akhir larutan (pH 7, pH 4, dan pH 1). Silika gel yang terbentuk dikeringkan pada suhu 100°C selama 1 jam hingga diperoleh serbuk silika. Serbuk silika dikompositkan dengan serbuk MgO dan ditambah PVA sebagai bindernya, kemudian dikompaksi dengan tekanan 4,5 kPa dan di-sinter 1000°C selama 4 jam. Hasil analisa XRD menggunakan software match!2 menunjukkan bahwa sampel telah membentuk komposit yang ditandai dengan tumbuhnya fasa forsterit, periklas, dan kristobalit akibat suhu sintering 1000°C. Sedangkan hasil uji XRF menunjukkan bahwa kemurnian slika pH7 sebesar 77.8%, pH4 sebesar 91.7%, dan pH1 sebesar 98.5%. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kemurnian silika meningkat seiring menurunnya nilai pH akhir. Akibatnya nilai kekerasan komposit SiO2-MgO juga meningkat. Hal ini terbukti dari uji Hardness Vickers, yang menunjukkan nilai kekerasan SiO2 pH7 -MgO sebesar 52,34 HV (166,3 GPa), SiO2 pH4-MgO sebesar 67,54 HV (215,5 GPa), dan SiO2 pH1-MgO sebesar 73,40 HV (229,6 GPa). Karena kekerasannya telah melebihi 14-35 kPa, maka sampel dapat dikategorikan sebagai kandidat bahan seal fuel cell. Kata kunci: silika (SiO2), abu vulkanik, dan seal fuel cell. Abstract The study of the volcanic ash eruption of Mount Kelud used as ingredient producer of silica (SiO2). Extraction using hydrothermal-coprecipitation method, by reacting them into a solution of NaOH to obtain a solution of sodium silicate (Na2SiO3). Sodium silicate is then titrated with 2 N HCl to final pH of solution (pH 7, pH 4 and pH 1). Silica gel formed is dried at 100 ° C for 1 hour to obtain a silica powder. Silica added powders with MgO powder and PVA as binders, then compacted under pressure 4.5 kPa and sintered at 1000°C for 4 hours. Results of XRD analysis use software match!2 indicates that the sample has formed a composite that is characterized by the growth phase forsterite, periclase, and cristobalite due to the sintering temperature of 1000°C. While the XRF test results showed that the purity of silica in pH7 is 77.8%, pH4 is 91.7% and pH1 is 98.5%. The results showed that the purity of the silica increases with decreasing pH value end. As a result, the value of SiO2-MgO composite violence also increased. This is evident from the Vickers Hardness test, which showed a hardness value of SiO2 pH7-MgO is 52.34 HV (166.3 GPa), SiO2-MgO pH4 is 67.54 HV (215.5 GPa), and SiO2 pH1-MgO is 73.40 HV (229.6 GPa). Because of its hardness has exceeded 14-35 kPa, then the sample can be categorized as a candidate for fuel cell seal material. Keywords: silica (SiO2), volcanic ash, and seal fuel cell.