15
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang telah digunakan selama penelitian berlangsung adalah sebagai berikut:
1. Pengaduk larutan dan pemanas suhu maksimum 70
o
C. 2.
Mesin elektrospinning. 3.
Pelat pemanas suhu maksimum 600
o
C. 4.
Mesin pembeban dinamis kapasitas beban 0.5 kgfsiklus. 5.
Alat ukur konduktifitas listrik merek Lutron. 6.
Perangkat sistem akuisisi data dan pengolahan data: a.
Satu set perangkat keras akusisi data Adam Advantech seri 4018 dan resistor 0,01
MΩ hingga 10 MΩ. b.
Perangkat lunak:
MOXA-U Port 1100 series config utility USB driver.
Adam.NET class library 2003 v7.02.17 dan Advantech Adam Apax.NET utility ver 2.04.04 interface DAQ.
Xnumbers seri XN.xlam v.6.0 or XN.xla v.6.0 Add-In for Excel.
7. Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Seng asetat dihidrat CH
3
COO
2
Zn.2H
2
O. b.
Polivinil alkohol PVA. c.
Aluminium klorida heksahidrat AlCl
3
.6H
2
O. d.
Kobalt asetat tetrahidrat CoCH
3
OO.4H
2
O e.
Akuades H
2
O. f.
Pelat aluminium 5 x 5 cm
2
dengan ketebalan 0,7 mm. perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
3.1 Prosedur Penelitian
Larutan PVA dicampur dengan H
2
O 1:10wt dengan pengadukan pada suhu 70 °C selama 4 jam dan didiamkan pada suhu ruang selama 8 jam.
Kemudian larutan ZnAc:AlCl
3
dan ZnAc:CoAc 1:5wt diperoleh dengan menambahkan campuran AlCl
3
variasi 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12 dan 14, serta CoAc dengan variasi penambahan sebesar 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12 dan 14 dari berat total
yaitu masing-masing 4 g pada 20 g H
2
O yang diaduk dengan suhu 70 °C selama 1 jam. Setelah itu larutan ZnAc:AlCl
3
dan ZnAc:CoAc masing-masing dicampur dengan PVA 1:4wt dan diaduk pada suhu 70 °C selama 8 jam, didiamkan pada
suhu ruang selama 24 jam, sehingga dihasilkan 8 larutan bening ZnAc:AlCl
3
:PVA dan 8 larutan bening ZnAc:CoAc:PVA yang disiapkan untuk mensintesa serat
nano. Hasil sintesa serat nano menggunakan mesin elektrospinning Gambar 3.1
dengan sebelumnya larutan bening ZnAc:AlCl
3
:PVA dan ZnAc:CoAc:PVA dimasukkan ke dalam 1 ml pompa suntik. Jarum dihubungkan dengan terminal
positif dengan jarak 8 cm horisontal terhadap pelat kolektor aluminium yang terhubung dengan terminal negatif dan tegangan tinggi yang digunakan sebesar 15
kV.
Pada saat tegangan tinggi dihidupkan dan larutan mulai didorong keluar dengan laju aliran 2
μlmenit, larutan akan tertarik oleh medan elektrostatis dan menempel dengan sendirinya pada permukaan pelat kolektor aluminium menjadi
green fibers . Selanjutnya disintering dengan suhu 500 °C selama 4 jam untuk
menghilangkan materi organik seperti PVA, karena diatas suhu 440 °C sudah terdekomposisi seluruhnya dan yang tersisa hanyalah serat nano Yang, X., et al.,
2004.
Kemampuan piezoelektrik untuk menghasilkan energi diukur dengan membaca perubahan tegangan secara langsung realtime dengan penerapan
beban tekan-lepas sebesar 0,5 kgf. Peralatan yang digunakan adalah akuisisi data merek ADAM Advantech seri 4018. Besarnya beban 0,5 kgf dilakukan untuk
mewakili kondisi terapan tekanan jari lemah Choi, D., et al., 2010.
commit to user
Unjuk kerja piezoelektrik dapat dicari berdasarkan besarnya daya Watt yang dihasilkan dengan memberikan variasi beban tahanan Ω. Peralatan untuk
mengakuisisi data perubahan tegangan Volt yang dihasilkan oleh masing-masing
nanogenerator piezoelektrik AZO dan ZnO-Co
3
O
4
.
Dari masing-masing sampel yang sudah diuji dengan pembebanan yang sama maka diambil hasil daya yang tertinggi, lalu dengan cara yang sama mulai dari
pencampuran larutan ZnAc-AlCl3 dan ZnAc-CoAc dengan variasi ZnAc-AlCl
3
: ZnAc-CoAc = 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 dan 0:100 dari jumlah total
persentasi Al:Co sehingga dihasilkan 5 larutan bening ZnAc-AlCl
3
-CoAc:PVA lalu diteruskan ke proses elektrospinning sampai tahap pengujian dengan
pembebanan 0,5 kgf, selain itu juga pengujian karakterisasi morfologi dan kristalinitas serat nano diperoleh dengan pengujian SEM dan XRD. Tahap-tahap
penelitian tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.1 Mesin elektrospinning horisontal Motor untuk
pompa suntik Kutub
positif Kutub
negatif Pelat
kolektor aluminium
Generator tegangan tinggi
DC 15 kV Kendali untuk
pompa suntik Pompa
suntik 1 ml
commit to user
3.2. Diagram Alir Penelitian
Kategori