The Influence of Milling Time on Characteristics of MgH2 Catalyst of SiO2 of Ash Husk Rice and Ni

Marlinda Marlinda, Zulkarnain Zulkarnain, Mursal Mursal

Abstract


Salah satu material yang dapat menyimpan hidrogen dalam jumlah besar adalah Magnesium (Mg). Selain memiliki kemampuan menyerap hydrogen juga mudah diperoleh dan ekonomis. Salah satu kekurangan Mg yakni reaksi kinetiknya sangat lambat serta temperatur desorpsi yang sangat tinggi. Dalam penelitian ini digunakan material penyimpan hidrogen berbasis MgH2+5 wt% Ni+15 wt% SiO2 berasal dari abu sekam padi, dimilling dengan variasi waktu 2, 5, 7 dan 10 jam.menggunakan metode Mechanical Alloying, rasio bola dengan serbuk 10:1 dan kecepatan 250 rpm. Hasil pengukuran dengan X–Ray Difractometer (XRD) menunjukkan material MgH2+5 wt% Ni+15 wt% SiO2 berhasil direduksi hingga skala nanokristal. Fasa yang muncul dari hasil observasi XRD adalah fasa MgH2 sebagai fasa utama, fasa SiO2 dan Ni sebagai  fasa minor. Berdasarkan hasil Analisa data XRD, ukuran butir terkecil pada waktu milling 5 jam yaitu 10,791 nm. Hasil pengujian Diffrential Scanning Calorimeter (DSC) menunjukkan bahwa temperatur desorpsi pada sampel yang dimilling 5 jam yakni 364oC. Berdasarkan pengujian Thermogravimetric Analysis (TGA) didapatkan Weight loss sebesar 14,7 wt% dalam waktu 3,51 menit. Sehingga dapat dinyatakan bahwa waktu milling dapat menurunkan temperatur desorpsi campuran.

 

Materials that can store hydrogen in large quantities are Magnesium (Mg). Besides having the ability to absorb magnesium, it also easily available and economic, but it has several weaknesses, which are very slow kinetic reaction, for absorbing hydrogen and high temperature. In this research will be used hydrogen storage material based on MgH2+5 wt% Ni+15 wt% SiO2 from ash husk rice, that was milled by the variation of time 2, 5, 7, and 10 h using Mechanical Alloying, with the ratio of ball to powder is 10:1 with a speed of 250 rpm. The measurement results using X-Ray Difractometer (XRD) show that material MgH2+5 wt% Ni+15 wt% SiO2 has been reduced to nano-crystal scale. Phase arising from the result of XRD observation are MgH2 as the main phase, SiO2 and Ni as minor ones. Based on the result of XRD data analysis gives the lowest grain size is 10.7911 nm with milling 5 h. The result of Differential Scanning Calorimeter (DSC) shows that the lowest desorption temperature obtained on the milled sample for 5 h is 364oC. In the other hand, based on Thermo Gravimetric Analysis (TGA) testing results have Weight loss of 14.7 wt% in 3,51 min. Therefore, it can be said that the milling time can decrease the desorption temperature

Keywords : Storage hydrogen, Mechanical Alloying, catalyst  , milling, XRD - DSC- TGA

Referensi

 

Alfatah, Gilang A., dan widyastuti. 2012. Pengaruh Variasi Penambahan Ni pada Mg dan Variasi Kecepatan Milling dengan Metode Mechanical Alloying terhadap Sifat Absorpsi dan Desorpsi Mg sebagai Material Penyimpan Hidrogen. Jurnal Teknik Material dan Metalurgi Pomits. 1(1):1-4

Ali, J. 2012. Pengembangan Adsorben Hydrogen Storage untuk Aplikasi Fuell  Cell  dalam  Bentuk  Padatan  Partikel  Nano  Karbon  Aktif dengan Baha Pengikat Likuida Lignoselulosa. Tesis. Universitas Indonesia. Jakarta.

Barkhordarian, Gagik T. K, and Ruediger .B. 2006. Catalytic Mechanism of Transition-Metal Compounds on Mg Hydrogen Sorption Reaction, Journal of Physisc. Chem. B, 110 (22), 11020-11024.

Borgschulte, A. Zuttel, A. Schlapbach, L. 2008. Hydrogen a Future Energy Carrier, Wiley VCH Verlag, Weinheim.

Bojar, Z. Przetzkiewicz, W. 2003. Nanocrystalline hydrogen absorbing Mg-Ni alloy processed by mechanical (ball) milling, Rev. Adv. Mater. Sci. 5, p. 450-454.

Cakrawijaya, A.D. 2014, Pemodelan Pengaruh Penambahan Katalis Logam Transisi Cr, Nb dan Mg2+ Terhadap Asosiasi Mg-H pada Pembentukan Sistem MgH2. Skripsi. Institut Teknologi Bandung.

Chang, R. 2010. Chemistry, Tenth Edition, Published by Mc Graw-Hill,.Pp 594-599.

Fatmaliana, A.2015. Study Pengaruh Fe2O3 untuk Katalis Material Penyimpanan Hidrogen Berbasis MgH2. Tesis Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.

Liang, G. J. Huot, S. Boily, A. Van Neste, and Schulz. R. 1997. Mechanical Alloying and hydrogen absorption properties of the Mg-Ni System. Journal of Alloys and Compounds 267(1998) 302-306.

Lubis,S.(2009). Preparasi Katalis Cu/Silika Gel dari Krisbalit Alam Sabang serta Uji Aktivitas pada Reaksi Dehidrogenasi Etanol, Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan 7(1) : 29-35.

Hasan, A. 2007. Aplikasi Sistem Fuel Cell sebagai Energi Ramah Lingkungan di Sektor Transportasi dan Pembangkit. Jurnal Teknik  Lingkungan (8) (3)(1441-318X):277-286.

Harsono, H. 2002. Pembuatan Silika Amorf dari Limbah Sekam Padi, Jurnal Ilmu Dasar. 3 (2): 98-103.

Insani, A. 2009. Paduan Mg3CoNi2 sebagai Penyerap Hidrogen. Disertasi. Universitas Indonesia Jakarta.

Jalil, Z. 2011. Material Penyimpan Hidrogen Sistem MgH2-SiC Yang Dipreparasi Melalui Rute Reactive Mechanical Alloying. Disertasi. Universitas Indonesia Jakarta.

Lei ,X. Yang ,L. Zhang,X. Qu. J, Wang,Y. Xingguo, L. 2009. Catalytic effect of Ni nanoparticles on the desorption kinetics of MgH2 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds 482 388–392.

Masel, R.I. 2001. Chemical Kinetics and Catalysis. Jhon Wiley and Sons,Kanada

Mustanir. Jalil, Z. 2009. Hydrogen Sorption Behavior of the MgH2-Ni Prepared by Reactive Mechanical Alloying. Journal for Technology and Science, Vol. 20, No. 4, November 2009.

Mustanir. Nur, S. Jalil, Z. dan Fauzi .2011. Pengaruh Sisipan Katalis SiO2 dalam MgH2 yang Disintesis melalui Rute Mechanical Alloying, Jurnal Sains MIPA. 17.43-47:1978-1973

Niemann, M. U.2008. Nanomaterial for Hidrogen Storage Aplications: A review, Journal of Nanomaterial

Ogden, J. M.1999. Developing an  Infrastructure for Hydrogen Vehicles:a Southern California Case Study. International Journal of Hydrogen Energy, 24(1999):709-703

Pahlepi, R. Sembiring, S. Pandiangan ,K. D. 2013. Pengaruh Penambahan MgO pada SiO2 Berbasis Silika Sekam Padi terhadap Karakteristik Komposit MgO-SiO2 dan kesesuaiannya sebagai Bahan Pendukung Katalis. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika. 001(02)

Pajriana, E. 2015. Pengaruh Sisipan Katalis SiO2 dalam MgH2 terhadap Temperatur Desorpsi untuk Aplikasi Material Penyimpan Hidrogen. Skripsi. Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.

Permata, R. 2007. Pembuatan Paduan Mg2Ni dan MgNi2  dengan Metode Mechanical Alloying dan Karakterisasinya,  Skripsi.  Institut  pertanian Bogor.

Ranjbar,Z.P. Yu, D. Wexler,A. Calka, C.J. Kim, H.K. Liu, Hydrogen Storage Properties of MgH2-SiC Composites,Material Chemistry and Physics (2008) in press.

Rahwanto, A. Mustanir, Fauzi, dan Jalil, Z. 2009. Fabrikasi Material Nanokristal SiC sebagai Katalis pada Material Penyimpan Hydrogen. Jurnal Sains MIPA. 15(2). 71-74:1978-187.

Sakintuna, B. 2007. Effect Metal Hidride Materials for Solid Hydrogen Storage: A riview. International Journal of Hidrogen Energy. 32:1121-1140

Sari, N. 2015. Studi Pengaruh Sisipan Katalis Nanopartikel Ni pada Material Penyimpanan Hidrogen Berbasis MgH2 melalui Teknik Mechanical Alloying. Tesis. Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh

Schlapbach, L. and Zuettel, A. 2001, Hydrogen Storage Materials for Mobile Applications. Nature, Vol 414, 15 November.

Selvam, P. Viswanathan,B. Swamy, C.S and Srinivasan, V. 1986. Magnesium and Magnesium Aloys Hidrides, International Journal of Hydrogen Energy.11(3):169-19

Septiyan,T. 2010. Pengaruh Milling terhadap Peningkatan Kualitas Pasir Besi sebagai Bahan Baku Industri Logam. Skripsi. UIN Syarif Hidayyatullah, Jakarta

Suryanarayana. C. 2001. Mechanical alloying and milling. Progress in Materials Science 46 1-184.

Taufik. 2016. Studi Penggunaan SiO2 dari Abu Sekam Padi dan Ni pada Material Penyimpanan  Hidrogen Padat Berbasis MgH2. Tesis. Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh

Tsuda, M. 2009. Hydrogen Storage Properties of the Mechanically Milled MgH2 Nanocomposite, Journal of Alloys and compound. 291 (1999) 295.

Utami, A. D. 2015. Pengaruh Milling terhadap Temperatur Desorpsi Material Penyimpanan Hidrogen Berbasis MgH2SiO2. Skripsi. Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh

Varin. R.A, Czujko. T, and Wronski. Z. S. 2009. Nanomaterials for Solid State Hydrogen Storage, ISBN 978-0-387-77711-5. Springer.

Wang. L, Wang. Y, Yuan. H, Development of Mg-based Hydrogen Storage Alloy. 2001. Journal of Material Science and Technology, Vol. 17 No. 6

Yuan, Y. An, G. Xu, C. Chen. 2004. Hydriding Behavior of Magnesium-Based Hydrogen Storage Alloy Modified by Mechanical Ball-Milling, Mater. Chem. Phys., 83 340.

Züttel. A. 2003. Materials for hydrogen storage. Materials Today pp.24-33.


Full Text:

PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


  | eISSN 2355-8229 | email: jacps@unsyiah.ac.id | http://www.jurnal.unsyiah.ac.id/JAcPS |