Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini mengevaluasi pengaruh penambahan surfaktan peg 400 pada gadolinium doped ceria (gdc) untuk aplikasinya sebagai elektrolit dalam solid oxide electrolysis cell (soec). tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi efek variasi konsentrasi polyethylene glycol 400 (peg 400) sebanyak 0%, 3%, 4%, dan 5% terhadap ukuran dan distribusi partikel, ukuran dan jenis kristal, serta morfologi permukaan serta aglomerasi pada gdc yang disintesis melalui metode solid state reaction. serbuk gd2o3 dan ceo2 dicampur dengan peg 400 dan ethanol lalu di-milling pada kecepatan 240 rpm selama 4 jam, kemudian dikalsinasi pada suhu 600°c selama 2 jam. karakterisasi dilakukan menggunakan x-ray diffraction (xrd), scanning electron microscopy (sem), energy dispersive x-ropsay spectroscopy (eds), particle size analyzer, dan imagej. hasil menunjukkan bahwa penambahan peg 400 secara signifikan mengurangi aglomerasi dan memperkecil ukuran partikel, dengan ukuran partikel terkecil sebesar 167 nm pada konsentrasi 5% peg. intensitas difraksi meningkat tanpa mengubah fasanya, dan analisis sem menunjukkan ukuran partikel yang lebih kecil meskipun bentuknya tidak seragam. penambahan peg 400 juga meningkatkan kesesuaian konsentrasi unsur dengan nilai teoritis, dengan kecenderungan peningkatan kandungan gadolinium dan penurunan kandungan oksigen seiring bertambahnya konsentrasi peg, serta meningkatkan homogenitas distribusi elemen. namun berdasarkan hasil xrd sampel yang disintesis memiliki 2 fasa pengotor yaitu ce2o3 dan gd2o3 yang berasal dari bahan yang digunakan. penambahan peg 400 sebesar 5% terbukti memiliki mikrostruktur yang paling optimal bagi material gdc untuk aplikasi soec, sehingga meningkatkan kualitas material untuk aplikasi soec. kata kunci: gadolinium doped ceria, peg 400, solid state reaction, aglomerasi, mikroskop elektron, elektrolit soec.

This research evaluates the effect of adding the surfactant PEG 400 on gadolinium-doped ceria (GDC) for its application as an electrolyte in Solid Oxide Electrolysis Cells (SOEC). The aim of this study is to identify the effects of varying PEG 400 (Polyethylene Glycol 400) concentrations of 0%, 3%, 4%, and 5% on particle size and distribution, crystal size and type, as well as surface morphology and agglomeration in GDC synthesized through the solid-state reaction method. Gd2O3 and CeO2 powders were mixed with PEG 400 and ethanol, then milled at 240 rpm for 4 hours and calcined at 600°C for 2 hours. Characterization was conducted using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Particle Size Analyzer, and ImageJ. The results show that the addition of PEG 400 significantly reduces agglomeration and decreases particle size, with the smallest particle size being 167 nm at a 5% PEG concentration. Diffraction intensity increased without altering the phase, and SEM analysis revealed smaller particle sizes, although their shapes were irregular. The addition of PEG 400 also improved the alignment of elemental concentrations with theoretical values, showing a trend of increased gadolinium content and decreased oxygen content with higher PEG concentrations, and enhanced the homogeneity of element distribution. However, XRD results indicated that the synthesized samples contained two impurity phases, Ce2O3 and Gd2O3, originating from the materials used. The addition of 5% PEG 400 proved to provide the most optimal microstructure for GDC material for SOEC applications, thus improving the quality of the material for SOEC applications. Keywords: Gadolinium doped ceria, PEG 400, solid state reaction, agglomeration, electron microscopy, SOEC electrolyte.