(B. Teknologi) Pengembangan Modul Cerdas Termoelektrik Berbasis Material Nano ZnO sebagai Peralatan Pemanen Energi dari Panas Terbuang pada Kondensor dan Kendaraan.
(B. Teknologi)
Pengembangan Modul Cerdas Termoelektrik Berbasis Material Nano ZnO sebagai Peralatan
Pemanen Energi dari Panas Terbuang pada Kondensor dan Kendaraan
Kata Kunci: ZnO, nanorods, termoelektrik, dc thermal plasma
Ubaidillah; Juwana, Wibawa Endra; Suyitno
Fakultas Teknik UNS, Penelitian, DP2M Dikti, Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi, 2012
Potensi memanen energi dari panas gas buang kendaraan maupun kondensor AC sangatlah besar
mengingat 40% lebih energi terbuang dari peralatan tersebut. Dengan jumlah kendaraan di Indonesia
mencapai 18 juta berjenis roda empat/lebih dan lebih dari 52 juta berjenis roda dua (BPS, 2009) berarti
potensi energi terbuang sebesar 530 ribu MWth. Termoelektrik merupakan pilihan yang tepat untuk
mengolah potensi panas terbuang tersebut. Modul termoelektrik tersusun atas sambungan –
sambungan tipe p dan n terbuat dari senyawa yang bersifat semikonduktor.
Pada penelitian ini, senyawa ZnO digunakan sebagai material dasar untuk pembuatan semikonduktor
tipe p dan n. Diawali dengan pembuatan material nano ZnO menggunakan metode DC thermal plasma
yang sederhana dan praktis. Material yang dihasilkan dari proses tersebut berupa ZnO nanorods dengan
diameter mulai 40 nm hingga 200 nm dan panjang 400 nm hingga 1000 nm. dimensi ini diketahui dari uji
SEM dan PSA. Pengujian kemurnian material ZnO nanorods dengan XRF diperoleh bahwa kandungan
senyawa ZnO lebih dari 98%. Struktur kristal ZnO nanorods dikategorikan dalam struktur wurzite yang
memiliki nilai puncak sangat tajam dan sempit. Hal ini menunjukkan kualitas kristal sangat bagus. Pola –
pola yang muncul dari hasil pengujian XRD tersebut sesuai dengan standar JCPDS No. 36-1451.
Setelah berhasil membuat material nano ZnO, selanjutnya pembuatan semikonduktor tipe p dimulai. Ide
awal pembuatan semikonduktor ini merujuk pada penelitian L.Q. Zhang dkk [51] yang telah
mengembangkan semikonduktor tipe p yang mendoping unsur K ke dalam Zn1−xMgxO Pembuatan
semikonduktor tipe p dilakukan dengan menggunakan material ZnO yang didoping dengan material MgO
dan K2CO3. Tahapan yang dilakukan antara lain persiapan material dasar dengan kadar
Zn0,95Mg0,05O:K, pencampuran senyawa – senyawa tersebut, pengeringan, pembuatan pellet dan
proses sintering. Hasil yang diperoleh dari eksperimen tahap ini adalah hambatan semikonduktor masih
terlalu tinggi sehingga perlu dilakukan revisi metode dan memastikan bahwa pada proses tersebut tidak
terjadi kontaminasi mengingat material K dan Mg sangat mudah teroksidasi.
Pengembangan Modul Cerdas Termoelektrik Berbasis Material Nano ZnO sebagai Peralatan
Pemanen Energi dari Panas Terbuang pada Kondensor dan Kendaraan
Kata Kunci: ZnO, nanorods, termoelektrik, dc thermal plasma
Ubaidillah; Juwana, Wibawa Endra; Suyitno
Fakultas Teknik UNS, Penelitian, DP2M Dikti, Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi, 2012
Potensi memanen energi dari panas gas buang kendaraan maupun kondensor AC sangatlah besar
mengingat 40% lebih energi terbuang dari peralatan tersebut. Dengan jumlah kendaraan di Indonesia
mencapai 18 juta berjenis roda empat/lebih dan lebih dari 52 juta berjenis roda dua (BPS, 2009) berarti
potensi energi terbuang sebesar 530 ribu MWth. Termoelektrik merupakan pilihan yang tepat untuk
mengolah potensi panas terbuang tersebut. Modul termoelektrik tersusun atas sambungan –
sambungan tipe p dan n terbuat dari senyawa yang bersifat semikonduktor.
Pada penelitian ini, senyawa ZnO digunakan sebagai material dasar untuk pembuatan semikonduktor
tipe p dan n. Diawali dengan pembuatan material nano ZnO menggunakan metode DC thermal plasma
yang sederhana dan praktis. Material yang dihasilkan dari proses tersebut berupa ZnO nanorods dengan
diameter mulai 40 nm hingga 200 nm dan panjang 400 nm hingga 1000 nm. dimensi ini diketahui dari uji
SEM dan PSA. Pengujian kemurnian material ZnO nanorods dengan XRF diperoleh bahwa kandungan
senyawa ZnO lebih dari 98%. Struktur kristal ZnO nanorods dikategorikan dalam struktur wurzite yang
memiliki nilai puncak sangat tajam dan sempit. Hal ini menunjukkan kualitas kristal sangat bagus. Pola –
pola yang muncul dari hasil pengujian XRD tersebut sesuai dengan standar JCPDS No. 36-1451.
Setelah berhasil membuat material nano ZnO, selanjutnya pembuatan semikonduktor tipe p dimulai. Ide
awal pembuatan semikonduktor ini merujuk pada penelitian L.Q. Zhang dkk [51] yang telah
mengembangkan semikonduktor tipe p yang mendoping unsur K ke dalam Zn1−xMgxO Pembuatan
semikonduktor tipe p dilakukan dengan menggunakan material ZnO yang didoping dengan material MgO
dan K2CO3. Tahapan yang dilakukan antara lain persiapan material dasar dengan kadar
Zn0,95Mg0,05O:K, pencampuran senyawa – senyawa tersebut, pengeringan, pembuatan pellet dan
proses sintering. Hasil yang diperoleh dari eksperimen tahap ini adalah hambatan semikonduktor masih
terlalu tinggi sehingga perlu dilakukan revisi metode dan memastikan bahwa pada proses tersebut tidak
terjadi kontaminasi mengingat material K dan Mg sangat mudah teroksidasi.