lempeng bipolar fuel cell

Dalam sebuah sel bahan bakar terdapat beberapa komponen, diantanya adalah

• Membrane pertukaran ion

• Sebuah lapisan konduktif listrik

• Sebuah elektroda di bagian pada bagian permukaan diantara lapisan konduktif dengan membrane

• Penghubung sel dan lempeng aliran (flowplates) yang mengalirkan bahan bakar dan oksidan ke bagian reaktif melalui saluran arus dan menghubungkan kelistrikan di dalam sel.

Salah satu komponen penting dalam sebuah fuel cell adalah lempeng bipolar yang memiliki beberapa fungsi yaitu: mendistribusikan bahan bakar dan oksidan di dalam tumpukan, memudahkan pengolahan air di dalam sel, memisahkan sel-sel tunggal di dalam tumpukan, membawa arus keluar dari sel, serta memudahkan pengolahan panas.

Terdapat beberapa beberapa bahan yang merupakan kandidat yang cukup baik untuk digunakan sebagai bahan dasar untuk pembuatan lempeng bipolar yaitu grafit, komposit grafit-polimer, dan bahan logam. Masing-masing bahan ini memiliki keunggulan dan kekurangan yang dapat dijadikan pertimbangan dalam menentukan bahan mana yang paling baik untuk dapat digunakan dalam teknologi fuel cell, sehingga dapat mengahasilkan performa yang paling baik terkait dengan biaya pembuatan fuel cell sehingga teknologi ini dapat memenuhi syarat untuk dapat digunakan sebagai salah satu energi alternatif yang sangat menjanjikan.

Kebanyakan fuel cell yang dibuat menggunakan bahan dasar grafit, hal ini didasari pada beberapa keunggulan yang dimiliki oleh grafit yaitu memiliki resistansi kontak permukaan yang sangat rendah dan kestabilan yang sangat baik secara kimia maupun panas sehingga resistansi terhadap korosinya sangat tinggi dibandingkan dengan logam. Secara tipikal lempeng bipolar yang dibuat dari bahan grafit harus disegel untuk mengurangi sifat permeabilitasnya terhadap gas, selain itu grafit bersifat mudah (brittle) pecah sehingga sangat sulit untuk membuat lempeng bipolar ini dengan ketebalan kurang dari 1mm untuk memperoleh densitas energi yang besar.

Logam merupakan salah satu kandidat material yang dapat digunakan untuk pembuatan lempeng bipolar seperti alumunium dan baja tahan karat (stainless steel). Hal ini disebabkan karena logam memiliki beberapa sifat baik diantaranya konduktifitas listrik dan panas yang tinggi, bisa di daur ulang, mudah dibentuk, dan memiliki kekuatan (strength) yang tinggi. Kelemahan utama dari penggunaan lempeng logam bipolar adalah ketika bahan ini terpapar oleh lingkungan asam dan lembab yang biasanya mengandung ion SO₄^2-, Cl^-, F^- dapat menyebabkan korosi sehingga meningkatkan resistansi kontak yang dapat menurunkan kemampuan membrane

Dalam memilih atau menentukan mana material atau rancangan terbaik yang akan digunakan dalam pembuatan fuel cell ini, pertama-tama yang harus dipelajari adalah berbagai hal yang mempengaruhi kondisi pada saat alat bekerja seperti temperatur, tekanan, dan kondisi elektrokimia yang berada dalam sel bahan bakar. Sebagai contoh, sisi reaktan pada sebuah lempeng bipolar PEMFC harus mampu mentolerir lingkungan yang sangat lembab, perubahan temperatur, bahan kimia yang reaktif, lingkungan yang sangat redoks, dan melacak hidrokarbon tertentu dan jenis-jenis anorganik dalam aliran gas. Pada bagian sisi yang lain dari lempeng bipolar ini, pendingin harus memiliki kestabilan kimia dan tidak menghasilkan berbagai jenis bahan yang berbahaya yang dapat merusak segel, lempeng, atau selang aliran. Pada waktu yang sama, komponen yang terhubung dengan pendingin seharusnya tidak memperburuk keadaan ini. Kebocoran pada pendingin harus diminimalisir karena hal tersebut dapat menyebabkan kerusakan yang bersifat temporer atau bahkan permanen sebagai akibat dari membrane yang terkontaminasi dan atau perubahan sifat-sifat pada elektroda.

Sekilas Mengenai Fotokatalis

Apa itu fotokatalis?

Foto-katalisis dapat didefinisikan sebagai akselerasi yang terjadi karena adanya keberadaan suatu katalis. Suatu katalis tidak merubah dirinya sendiri ataupun terpakai dalam suatu reaksi kimia. Kinerja foto-katalis berkaitan erat dengan Photosensitisasi, yakni suatu proses yang disebabkan oleh adanya perubahan reaksi kimia yang terjadi dalam suatu molekul sebagai akibat dari absorbsi awal dari radiasi oleh keberadaan molekul lainnya.

Klorofil pada tanaman adalah salah satu jenis dari fotokatalis. Pada saat fotosintesis berlangsung, klorofil menangkap sinar matahari kemudian merubah air dan karbon dioksida menjadi oksigen dan gluksa. Klorofil menghasilkan “strong oxidation agent” untuk menguraikan material-material kimia menjadi karbon dioksida dan air (kemampuan fotokatalis), cahaya dan air.

 

Mekanisme Fotokatalis

TiO2 mengabsorbs sinar UV dari cahaya matahari atau misalnya sumber cahaya buatan (lampu fluorescent), pada proses ini akan dihasilkan sepasang elektron dan hole. Electron dari pita valensi titanium dioksida tereksitasi ketika disinari oleh cahaya. Energi yang dihasilkan dari elektron yang tereksitasi ini menyebabkan elektron berada pada pita konduksi TiO2 dan menghasilkan pasangan electron bermuatan negatif (e-) dan hole positif (h+) dan disebut sebagai semiconductor photo-excitation state. Perbedaan energi antara pita valensi dan pita konduksi inilah dikenal sebagai band-gap. Panjang gelombang cahaya yang dibutuhkan untuk photo-excitation adalah : 1240 (Planck's constant, h) / 3.2 ev (band gap energy) = 388 nm

sumber : http://www.mchnanosolutions.com/whatis.html

                   http://www2.ocn.ne.jp/~lmint28/Photocatalyst.html

Sekilas Mengenai Fuel Cell

Asumsi sumber energi fosil akan habis pada saatnya merupakan tantangan di tengah kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini. Kebutuhan akan energi baru yang efisien dan ramah lingkungan tidak dapat dipenuhi seluruhnya oleh sumber energi yang berasal dari fosil.

Dari beberapa opsi sumber energi baru yang efisien dan ramah lingkungan salah satunya adalah hidrogen. Hidrogen merupakan unsur yang sangat melimpah di alam dan berpeluang menjadi sumber energi terbarui yang bersih (tidak menghasilkan polusi) dan aman dipakai. Salah satu contoh nyata dalam pengembangan hidrogen sebagai sumber energi adalah sel bahan bakar yang banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun perangkat elektronik.

Fuel cell adalah suatu perangkat untuk mengkonversi secara langsung energi kimia dari bahan bakar (hidrogen) ke dalam bentuk listrik melalui reaksi elektrokimia. Namun permasalahan tidak berhenti sampai pada ditemukannya Fuel Cell. Bagan sederhana kerja fuell cell dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Oksigen merupakan elemen yang terdapat di bumi secara berlimpah. Reaksi reduksi oksigen (ORR). merupakan reaksi yang sangat penting dalam proses kehidupan, misalnya pada respirasi bilogis maupun dalam sistem konversi energi seperti pada fuel cell.

Fuel cell saat ini umumnya menggunakan platina sebagai bahan dasar katalis anode maupun katode. Pada anode, katalis platina berfungsi untuk memisahkan gas hidrogen (bahan bakar) menjadi elektron dan proton. Pada Gambar dapat dilihat hanya proton H⁺ yang dapat melewati PEM (Polymer electrolyte membrane), sedangkan elektron dipaksa untuk keluar sirkuit untuk kemudian dihubungkan dengan hambatan. Elektron akan mengalir secara siklik dari hambatan menuju katode. Pada bagian katode inilah terjadi reaksi reduksi. Elektron e^- dan proton H⁺ bergabung dengan molekul O₂ yang dialirkan pada sisi katode sehingga menghasilkan air (H₂O) sebagai buangannya dengan kesetimbangan reaksi :

4H⁺ + 4e^- +O₂ –> H₂O.

Untuk menjadikan Fuel Cell sebagai perangkat konservasi energi alternatif dibutuhkan pengembangan  agar Fuel Cell  memiliki performansi dan stabilitas yang optimal. sedangkan dari segi ekonomis  masih terus dibutuhkan pengembangan akan material penyusun yang murah dan efisien, mengingat masih tingginya harga Fuel Cell saat ini.

Material Science

1.1 SUDUT PANDANG SEJARAH

Material sejak dahulu sudah menjadi bagian integral dari kebudayaan dan peradaban manusia; sebagai contoh, kita menamai beberapa periode di masa lampau sebagai Zaman Batu, Zaman Perunggu, dan Zaman Besi. Teknologi-teknlogi mutakhir masa kini sangat bergantung pada material canggih—semuanya memanfaatkan perangkat, produk , dan sistem yang terbuat dari material.

Setiap bagian dari kehidupan kita tidak terlepas dari peranan material seperti transportasi, bangunan, pakaian, komunikasi, hiburan, dan produk makanan. Berkat penyempurnaan-penyempurnaan material yang dilakukan oleh para ilmuan dan ahli teknologi selama ini, orang dapat membuat produk yang lebih baik. Menurut sejarah, kemajuan dan perkembangan dari kehidupan manusia berkaitan dengan kemampuan untuk membuat dan merekayasa material untuk memenuhi kebutuhan hidup.

Manusia pertama yang berada di bumi hanya mengenal sedikit jenis material, yaitu material yang secara alami berada di alam seperti batu, kayu, kulit dan sebagainya. Seiring dengan berjalannya waktu, mereka mulai melakukan beberapa teknik untuk memproduksi suatu material yang memiliki sifat lebih unggul dibandingkan dengan material yang berada di alam. Material baru ini meliputi tembikar dan logam. Lebih dari itu, sifat dari suatu material dapat diubah dengan memberikan perlakuan panas dan dengan memberikan subtansi lain. Pemanfaatan suatu material disesuaikan dengan sifat-sifat yang ada pada material tersebut melalui proses seleksi. Sampai saat sekarang ini sudah banyak sekali material rekayasa yang telah dibuat dan semuanya itu dapat dikategorikan menjadi logam, plastic, gelas, dan serat.

Kemajuan dalam memahami berbagai jenis material merupakan suatu pratanda dari kemajuan dalam bidang teknologi. Sebagai contoh adalah pemanfaatan bahan silicon, material ini menumbuhkan industri bernilai triliunan dollar. Material ini juga membantu komunikasi di semua bidang, dari alat Bantu –dengan hingga telemetri ruang angkasa. Keseharian kita diubah akibat adanya hiburan di rumah kita seperti kaset video, dan dengan munculnya computer yang kini terjangkau oleh perorangan. Perubahan meliputi berbagai hal , bukan masalah teknis semata. Sebagai contoh lain, automobile tidak akan terwujud jika tidak adanya baja atau bahan lainnya.

1.2 MATERIAL DAN REKAYASA

Disiplin dari ilmu material meliputi penyelidikan terhadap hubungan yang muncul diantara struktur dan sifat-sifat material. Sedangkan rekayasa material (material engineering) adalah dasar suatu ilmu untuk merancang atau merekayasa struktur dari suatu material untuk menghasilkan sifat-sifat yang diinginkan sebelumnya.

Prinsip yang paling berharga bagi para ilmuan adalah bahwa sifat material ditentukan oleh struktur internal material tersebut. Struktur internal material terdiri dari atom yang terkait dengan atom tetangganya (atom yang berada di sebelahnya) dalam kristal, molekul, dan mikrostruktur. Atom-atom ini tersusun antara satu dengan yang lainnya membentuk suatu bidang yang luas yang saling bertumpuk yang disebut sebagai "microscopic" yang dapat diamati dengan menggunakan mikroskop, sedangkan benda-benda yang dapat dilihat dengan mata telanjang disebut "macroscopic".

Material dapat dibedakan dari sifat-sifatnya. Sifat (property) adalah ciri-ciri yang ada pada suatu material yang berkaitan dengan jenis dan besarnya respon yang diberikan jika suatu material diberikan suatu stimulus (rangsangan). Secara umum sifat suatu material tidak bergantung terhadap bentuk dan ukuran material tersebut.

Sifat-sifat suatu matarial dapat dikelompokkan menjadi 6 kategori yaitu sifat mekanik, listrik, termal, magnetik, optik, dan deteriorative (sifat yang menyebabkan suatu material menjadi buruk). Untuk masing-masing sifat tersebut terdapat stimulus khusus yang dapat menimbulkan respon yang berbeda

• Sifat mekanik berkaitan dengan perubahan bentuk karena adanya pemberian beban atau gaya, contohnya meliputi modulus elastisitas dan kekuatan (strength), Keuletan (Ductile), Kekakuan (Stiffness), Ketangguhan (Toughness), Kekerasan (Hardness).

• Sifat kelistrikan berkaitan dengan konduktivitas listrik, resistivitas listrik dan konstanta dielektrik yang diperoleh dengan memberikan stimulus berupa medan listrik.

• Sifat panas (thermal) berkaitan dengan kapasitas panas dan konduktivitas termal yang diperoleh dengan memberikan stimulus berupa panas.

• Sifat Magnetik menggambarkan respon suatu material terhadap medan magnet yang biasanya direpresentasikan dengan menggunakan kurva Hysterisis.

• Sifat Optik menggambarkan bagaimana respon suatu material terhadap medan elektromagnetik atau radiasi cahaya. Sifat optik ini direpresentasikan dalam indek refraksi dan refleksi.

• Sifat Deteriorative mengindikasikan kereaktifan secara kimia dari suatu material.

MENGAPA ILMUAN DAN INSINUR BELAJAR MATERIAL??

Para ilmuan dan insinyur merupakan orang yang ahli di bidangnya untuk merancang suatu maerial baru. Namun, terkadang banyak ilmuan atau insinyur di bidang mekanik, sipil, kimia, atau listrik pada suatu waktu mengalami kesulitan dalam merancang suatu material, sebagai contoh transmisi pada roda gigi, membuat struktur yang kuat untuk bangunan, membuat komponen yang sangat halus untuk pelumas, atau kesulitan dalam pembuatan IC (Intergerated Circuit).

Salah satu masalah yang sering dihadapi adalah pemilihan material yang tepat diantara ribuan material yang tersedia. Secara mendasar terdapat beberapa kriteria untuk menentukan keputusan akhir dalam memilih suatu material. Pertama-tama konsisi awal harus dikarakterisasi, oleh karena itu para ilmuan atau insinyur harus mengetahui sifat-sifat apa saja yang dibtuhkan dari suau material, karena jarang sekali dapat dibentuk suatu material dengan kombinasi yang ideal. Contoh klasik dari permasalahan ini meliputi kekuatan (strength) dan kelenturan (ductility); secara normal material yang memiliki sifat sangat kuat hanya memiliki sifat kelenturan yang sangat terbatas.

Pertimbangan kedua dalam pemilihan suatu material adalah sifat deterioration (sifat buruk) yang dapat muncul selama proses operasi. Sebagai contoh, reduksi yang signifikan dalam kekuatan mekanik kemungkinkan dihasilkan karena terpapar (exposure) suhu yang tinggi atau lingkungan yang korosif (merusak).

Kemungkinan besar suatu pertimbangan dalam pemilihan suatu material ditolak karena alasan ekonomi: Berapa biaya akhir dari material yang dihasilkan?. Bisa saja sebuah material ditemukan dengan kombinasi sifatnya yang ideal namun dibutuhkan biaya produksi yang sangat mahal sekali. Selain itu beberapa pertimbangan (kompromi) tidak dapat dihindarkan. Selain itu, biaya untuk menyelesaikan sebuah keping juga membutuhkan banyak biaya lain (waktu, tenaga, dan lain-lain) selama proses pabrikasi untuk menghasilkan bentuk yang diinginkan.

Para ilmuan dan perekayasa material sudah terbiasa berhadapan dengan berbagai variasi karakteristik material dan memahami hubungan yang erat antara struktur dan sifat suatu material, sebaik pemahaman mereka tentang teknis memproses suatu material membuat mereka ahli dan yakin dalam memilih suatu material berdasarkan kriteria tersebut.

1.3 KLASIFIKASI MATERIAL

Material diklasifiasikan menjadi beberapa tipe yang memiliki karakteristik yang sama. Material dapat dikelompokkan dengan berbagai cara, salah satunya didasarkan pada ikatan atom dan struktur. Berdasarkan cara ini material dapat diklasifikasikan menjadi logam, polimer, dan keramik. Sebagai penambahan, terdapat dua kelompok material yang cukup penting dalam rekayasa material yaitu komposit dan semikonduktor.

• Logam

Logam dikenal karena konduktivitas termal dan listriknya yang tinggi, hal ini disebabkan karena elektron valensinya tidak terikat, namun dapat meninggalkan atom "induknya". Karena dalam logam beberapa elektronnya mudah bergerak maka dapat dengan mudah mentransfer muatan listrik dan energi termal. Logam memiliki sifat tidak tembus cahaya, hal ini disebabkan karena respon dari elektron bebas tersebut terhadap getaran elketromagnetik pada frekuensi cahaya. Pada umumnya logam dapat dilpoles sehingga terlihat mengkilat. Pada umumnya (meski tidak selalu) logam relatif berat, sangat kuat, dan dapat dirubah dibentuk.

• Keramik

Keramik adalah senyawa yang mengandung unsur logam dan non-logam logam yang lebih sering muncul dalam bentuk oxide, nitride, dan carbide. Banyak sekali contoh material keramik, mulai dari semen pada beton (bahkan batuan), gelas, isolator listrik, dan magnet permanen. Secara tipikal material ini tahan terhadap listrik dan panasa, dan lebih tahan terhadap temperatur tinggi dan lingkungan yang buruk dibandingkan dengan logam dan polimer. Selain itu keramik memiliki sifat keras namun mudah pecah.

Berbagai aplikasi keramik

• Polimer

Pada umumnya, polimer merupakan campuran organik yang secara kimia berdasar pada karbon, hidrogen, dan elemen non-logam lainnya.; lebih dari itu, mereka memiliki struktur molekul yang sangat besar. Material ini secara tipikal memiliki densitas yang rendah, sangat fleksibel, dan mudah dibentuk. Biasanya polimer dikenal sebagai plastik, plastik merupakan pemantul cahaya yang kurang baik, dan cenderung bersifat transparan dan transluen.

• Komposit

Terdapat cukup banyak material komposit yang terdiri lebih dari satu tipe material yang telah dibuat. Sebuah komposit dirancang untuk memperlihatkan kombinasi dari sifat/karakteristik terbaik dari masing-masing komponen material. Serat kaca (Fiberglass) merupakan salah satu contoh yang sangat umum, dimana serat gelas dilekatkan ke dalam material polimer. Fiber glass memiliki sifat kuat yang berasal dari kaca dan sifat lentur yang berasal dari polimer. Banyak sekali pengembangan material terbaru melibatkan material komposit.

• Semikonduktor

Semikondukor memiliki sifat listrik di antara konduktor dan isolator. Lebih dari itu, karakteristik listrik dari material ini sangat sensitif terhadap kehadiran atom pengotor, dimana konsentrasi dari atom pengotor ini dapat dikontrol melalui daerah spasial yang sangat kecil.

1.4 KEBUTUHAN MATERIAL MODERN

Meskipun terjadi kemajuan yang sangat pesat dalam memahami dan mengembangkan material dalam beberapa tahun belakangan ini, masih terdapat beberapa tantangan teknologi yang membutuhkan pengalaman yang lebih luas dan spesialis di bidang ini. Beberapa pujian sangat tepat diberikan untuk menghormati para ilmuan yang berhasil menemukan berbagai hal baru dalam bidang material sehingga memudahkan kehidupan kita sekarang ini.

Energi merupakan salah satu bidang yang diperhatikan akhir-akhir ini. Para ilmuan berusaha untuk menemukan sumber energi baru yang ekonomis dan membuat sumber energi yang telah ada menjadi lebih efisien untuk memenuhi kebutuhan akan energi. Material tidak diragukan lagi akan memainkan peranan penting dalam pengembangan ini. Sebagai contoh, Konversi langsung dari solar menjadi energi listrik, penggunaan teknologi sel surya untuk memenuhi kebutuhan energi namun dalam pembuatannya dibutuhkan beberapa material yang lebih rumit dan cukup mahal Untuk memastikan suatu teknologi dapat digunakan, maka dibutuhkan material yang dapat menghasilkan efisiensi yang sangat tinggi selama proses konversi dengan harga yang cukup murah.

Energi nuklir memberikan harapan sebagai sumber energi baru, namun teknologi ini memunculkan banyak masalah mulai dari pemilihan material yang digunakan sebagai bahan bakar sampai fasilitas untuk untuk pembuangan limbah nuklir, sehingga dibutuhkan solusi yang cermat untuk mengatasi persoalan ini.

Kualitas lingkungan hidup kita bergantung kepada kemampuan untuk mengontrol polusi udara dan air. Salah satu teknik pengendalian polusi adalah dengan menggunakan beberapa variasi material. Pemrosesan material dan metode penghalusan dibutuhkan untuk memperbaiki keadaan lingkungan yang semakin buruk, sehingga polusi berkurang dan kerusakan alam akibat penambangan juga berkurang.

Salah satu penggunaan energi terbesar berada pada sektor transportasi. Oleh karena itu dibutuhkan teknologi yang dapat membuat efisiensi bahan bakar meningkat diantaranya dengan menggurangi berat dari kendaraan tersebut (automobile, pesawat terbang, kereta api, dan lainnya), meningkatkan pengaturan panas mesin sehingga tidak terlalu banyak panas yang dibuang, Pemilihan material yang sangat kuat dengan densitas yang rendah, atau material yang memiliki ketahanan terhadap temperatur tinggi.

Banyak material yang kita gunakan diperoleh dari sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, sehingga harus dilakukan penghematan. Material ini meliputi polimer yang berbahan dasar minyak, dan beberapa logam. Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui ini perlahan-lahan akan habis, sehingga diharuskan bagi setiap penemuan yang digunakan sebagai material cadangan atau pengembangan dari material baru harus memiliki sifat-sifat yang sebanding dan memiliki dampak kerusakan yang seminimal mungkin bagi lingkungan. Sumber energi alternatif merupakan tantangan utama untuk para ilmuan dan perekayasa material

DAFTAR PUSTAKA
1. Vlack, Lawrence H. Van. 2004. Elemen-elemen Ilmu dan Rekayasa Material, Terj. Sriati Djaprie. Jakarta: Erlangga
2. Callister, William D. 1994. Material Science and Engineering An Introduction. Third Edition, New York: John Willey and Sons.
dan sumber-sumber yang lain

Difraksi Sinar-X

Struktur kristal dan komposisi fasa

XRD merupakan satu-satunya metode analitik yang mampu memberikan informasi kualitatif dan kuantitatif tentang compound yang berisfat kristal (atau fasa) yang terdapat dalam suatu zat padat. Sebagai contoh, teknik ini dapat menganalisis berapa persen dari ZnO dan Al2O3 yang terdapat dalam satu campuran (mixture) dari dua compound, sedangkan teknik analisis ang lain hanya bisa mamberikan persentase dari Zn, Al, dan O yang terdapat dalam mixture.

Syart-syarat yang dibutuhkan untuk XRD adalah sebagu berikut:

1. Atomic spacing dalam zat padat yang akan diteliti harus mempunyai nilai yang sama dengan panjang gelombang sinar-x
2. the scattering center must be spatiallly distributed in an ordered way (e.g the environment present in crystals).pusat penghamburan secara spasial harus terdistribusi dalam aturan yang diperbolehkan (lingkungan yang muncul dalam kristal )

Dalam beberapa tahun terakhir, teknik analisis dengan menggunakan komputer untuk menganalisis data hasil XRD telah banyak membantu mengurangi pekerjaan yang dibutuhkan untuk menganalisis struktur dan komposisi dari suatu material.yaitu dengan menggunakan software dan computerized search programs. Analisis struktur dari suatu material meliputi pengukuran parameter kisi dari kristal (dimensi unit sel) dan model struktur kristal (struktur kristal). Dalam teknik ini, penggunaan kristal tunggal merupakan metode yang dianjurkan jika memungkinkan, namun penggunaan serbuk dimana sampel yang akan diteliti merupakan polikristal yang terdiri dari arah bidang kristal acak (random) dalam jumlah yang sangat banyak dapat juga digunakan. Penetapan unit sel dari suatu material membutuhkan penemuan satu set parameter unit sel yang mengandung semua informasi yang dibutuhkan untuk menganalisis data hasil difraksi. Pengukuran parameter kisi dibutuhkan untuk doped powder dan solid solution dimana data untuk komposisi mempengaruhi parameter kisi.

Analisis komposisi didasari oleh fakta bahwa pola difraksi sinar-x bersifat unik untuk masing-masing material yang bersifat kristal. Oleh karena itu jika terjadi kecocokan antara pola dari material yang belum diketahui dengan pola dari material asli (authentic) maka identitas kimia dari material yang belum diketahui tersebut dapat diperkirakan. ICDD (International Center for Diffraction Data) mengeluarkan database pola diffraksi serbuk (powder diffraction) untuk beberapa ribu material. Secara umum, sangatlah memungkinkan untuk mengidentifikasi material yang belum diketahui dengan mencari pola yang sesuai dalam database ICDD.

Untuk material yang bersifat campuran, maka pola XRD yang dihasilkan merupakan penjumlahan dari masing-masing material (fasa). Oleh karena itu, pola difraksi dari fasa tunggal dapat digunakan untuk menidentifiksi fasa apa saja yang terdapat dalam suatu campuran.Konsentrasi dari fasa kristal dapat diperoleh dengan menggunakan metode yang berdasar pada perbandingan intensitas dari puncak difraksi dengan data standar. Jika struktur kristal dari suatu fasa diketahui maka konsentrasi dari masing-masing fasa dapat diketahui dengan menggunakan metode analisis Rietvield. Dalam analisis Rietveld, pola difraksi teoritis dihitung (computed), dan perbedaan antara pola teoritis dan observasi diminimalkan. Untuk analisis kuantitatif, proses preparasi sampel harus dilakukan dengan hati-hati, jika akurat dan dapat dipercaya maka dapat diperoleh hasilnya. Pengaruh dari beberapa faktor seperti preferred orientation, texturing, dan particle size broadening harus diminimalkan.

XRD memnpunyai batas deteksi yaitu 0.1wt% sampai 1wt%, jadi konsentrasi fasa yang muncul dibawah batas ini tidak dapat dideteksi oleh XRD. Lebih jauh lagi, fasa amorphous tidak dapat diukur langsung, tetapi kehadiran mereka dapat dihitung secara kuantitatif dengan membandingkan pola tersebut dengan pola standar yang diketahui tidak mengandung fasa amorf.

Judul buku : Padatan oksida logam: struktur, sintesis dan sifat-sifatnya
Pengarang : Ismunandar
Penerbit : departemen kimia FMIPA ITB

Sekilas Mengenai Titanium Dioksida, TiO2

Titania terdapat dalam sejumlah material kristal dalam mineral seperti anatase dan rutile. TiO₂ murni tidak terjadi di alam namun diturunkan dari jenis ilmenite ( jenis mineral TiO2 dengan sifat magnetik lemah, hitam pada besi dan abu-abu pada baja), atau bijih leuxocene (mineral TiO2 dalam bentuk granular). TiO₂ juga terdapat dalam kedaan murni pada pasir pantai “rutile”.

 

Adanya kandungan besi pada prinsipnya merupakan suatu material mentah yang biasa digunakan dalam menghasilkan pigmen TiO₂. Untuk mendapatkannya Pertama-tama adalah memurnikan besi tersebut (proses penyulingan). Melalui “Sulphate Process”, dengan menggunakan asam sulfur sebagai agent ekstraksi atau melalui “chloride process” dengan menggunakan chlorine, untuk mendapatkannya. Hasil pemurnian berupa bubuk dan dan dapat diberikan perlakuan “coating” (pelapisan) untuk meningkatkan performansinya sebagai pigmen

Keywords : anatase, rutile, ilmenite, leuxocene.

Sumber : Wikipedia dan http://www.azom.com/Details.asp?ArticleID=1179

Memahami Katalis Hidrogen Melalui Mikroorganisme

Saat ini pembahasan mengenai FeFe hidrogenase cukup menarik perhatian karena kemampuannya yang dapat mempercepat reaksi (bersifat katalis) bolak-balik. Pada kondisi optimal, molekul tunggal FeFe-hydrogenase dapat menghasilkan sekitar 9000 molekul hidrogen setiap 30 menit. Selain itu, hydrogenases telah dipertimbangkan sebagai sasaran di bidang biologi untuk produksi energi berbasiskan hidrogen dan pemanfaatan teknologi.

Organisme dengan FeFe-hydrogenases terdapat banyak pada bermacam-macam mikroorganisme, termasuk hyperthermophilies dan alga. Namun pemahaman akan kimia mengarahkan konversi efesisensi hidrogen ini menjadi cukup sulit, dikarenakan bagian dari molekul itu sendiri yang demikian besar dan kompleks. Saat ini, penelitian di Montana State University beserta rekan lainnya baru saja memecahkan permasalahan dengan mencari molekul biomimetik yang secara struktural dapat memodelkan daerah aktif dari metalloenzymes ini (FeFe-hydrogenases).

Sumber : http://ssrl.slac.stanford.edu/research/fefe_summary.html