Produksi Bahan Semikonduktor Silikon dari Silika Limbah Arang Sekam Padi Sebagai Sumber Alternatif Silikon

Abstract

Padi merupakan salah satu sumber karbohidrat utama mayoritas penduduk di Indonesia, bahkan penduduk di dunia. Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) pada tahun 2010 produksi padi di Indonesia diperkirakaan akan mencapai 54 juta ton. Melihat hal tersebut akan muncul limbah pertanian, salah satunya sekam padi. Sekam padi merupakan limbah hasil penanaman padi yang bersifat keras dan kasar, tahan cuaca serta berkadar gizi rendah dan tidak bernilai secara ekonomis. Sejak tahun 2007 IPB memanfaatkan sekam padi untuk menghasilkan energi, yaitu mengembangkan tungku sekam dengan memanfaatkan limbah sekam padi sebagai bahan bakarnya. Setelah limbah sekam padi dimanfaatkan sebagai alternatif sumber energi, akan muncul limbah lainnya, diantaranya limbah arang sekam. Limbah ini belum banyak digunakan secara optimal selain sebagai pupuk. Arang sekam padi mengandung silika sebesar 72.1%. Hal ini membuat arang sekam padi digunakan sebagai sumber alternatif penghasil silikon (Si). Silikon merupakan bahan dasar elektronika semikonduktor yang banyak digunakan di dalam teknologi elektronika. Penelitian ini bertujuan untuk memproduksi bahan semikonduktor silikon bubuk dari limbah arang sekam padi dengan menggunakan metode reduksi kimia, yaitu mereduksi silika (SiO2) menggunakan reduktor magnesium (Mg) bubuk dan pencucian residu dengan menggunakan asam klorida (HCl) p.a, asam sulfat (H2SO4 Setelah limbah arang sekam padi yang berasal dari tungku sekam padi IPB dikumpulkan, kemudian dilanjutkan pada tahap pembuatan silika dan terakhir adalah tahap pembuatan silikon. Pada proses pembuatan silika, mula-mula limbah arang sekam padi ditimbang lalu dimasukkan ke dalam cawan porselin untuk diabukan, yaitu dibakar dengan pemanasan bertingkat mula-mula pada suhu 400) p.a, dan asam hidrofluorida (HF) teknis. Metode analisis yang digunakan adalah X-Ray Difraction (XRD) dan Scaning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). oC selama 2 jam, kemudian dilanjutkan pada fariasi penahanan suhu 700oC, 800oC, 900oC dan 1000oC selama 1 jam, dengan laju kenaikan suhu sebesar 5oC/menit. Setelah itu abu yang dihasilkan dicuci menggunakan HCl 3% p.a. selama 2 jam sambil dipanaskan pada suhu 70oC dan diaduk dengan magnetik stirer pada kecepatan 240 rpm. Abu hasil pencucian ini di uji menggunakan XRD, lalu hasil pola difraksinya disamakan dengan kumpulan data Joint Committee Powder Diffraction Standard (JCPDS) dari International Center for Diffraction Data (ICDD) tahun 1997. Pola difraksi sinar X dari proses ini untuk masing-masing variasi pemanasan, menunjukkan puncak silika di 2θ = 21.8o.....dst