Sintesis dan pengukuran konduktivitas listrik, sifat termal, struktur konduktor superionik kaca Agl-Ag2O-B2O3

Abstract

Telah diketahui bahwa konduktor superionik (SIC) atau konduktor ion cepat atau elektrolit padatan AgI memiliki harga konduktivitas listrik (o) yang tinggi, yaitu lebih dari 10" 2'cm pada suhu 147°C s.d. 555°C. Untuk pemakaian pada suhu kamar, garam AgI diperangkapkan dalam kaca Ag₂O-B₂O membentuk SIC berbasis kaca dengan sistem (Agl),(Ag₂O-B2O3)x melalui teknik quenching (pendinginan secara cepat) dalam lingkungan nitrogen cair. Senyawa Agl dan Ag₂O-B₂O3 divariasikan dengan nilai x yaitu: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; dan 0,8 untuk mendapatkan komposisi optimum dengan harga konduktivitas (o) yang paling tinggi. Pengukuran konduktivitas listrik pada berbagai nilai x dilakukan dengan cara mengukur tahanan listrik. Untuk mengetahui sifat termal peralatan yang digunakan adalah differential thermal analysis (DTA). Adapun pengukuran struktur baik kristal maupun amorf dilakukan dengan teknik difraksi sinar-x (XRD). Sifat fisis cuplikan (Agl),(Ag₂O-B2O3)1-x secara visual menunjukkan terjadinya penurunan kekerasan pada setiap penambahan garam Agl. Analisis struktur memperlihatkan bahwa struktur amorf terlihat dominan pada komposisi x=0,3; x=0,4; x=0,5; dan x 0,6. Struktur kristal ditampilkan paling nyata pada x=0,7 sedangkan pada x=0,8 terlihat adanya campuran amorf dan kristal. Dari DTA diketahui bahwa terjadi penurunan suhu transisi kaca (Tg) pada setiap penambahan garam Agl ke dalam sistem konduktor superionik kaca (Agl),(Ag₂O-B2O3)1-x Pada komposisi x 0,3; x=0,4; x-0,5; x=0,6; dan x-0,7 konduktor superionik kaca (Agl), (Ag₂O- B2O3)-x tergolong sebagai SIC pada suhu kamar dengan harga konduktivitas listrik (o) yang tinggi yaitu lebih dari 10 ohm cm. Komposisi optimum untuk sistem (AgI),(Ag₂O-B2O3)-x diperoleh pada x=0,5. Konduktor superionik kaca (Agl),(Ag₂O-B2O3)x bisa dipakai sebagai bahan alternatif pengganti garam Agl pada pemakaian suhu kamar. Untuk selanjutnya perlu dilakukan penelitian lanjutan tentang sifat kaca (x=0,0) serta penentuan mekanisme lain (seperti transport ion) untuk memahami sifat kenaikan dan penurunan harga konduktivitas listrik (a) dari konduktor superionik kaca (Ag), (Ag₂O-B₂03)1-x