Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Penelitian dan pengembangan nanomaterial termoelektrik saat ini sangat diperlukan karena material termoelektrik merupakan salah satu material yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif. Peningkatan sifat termoelektrik semakin intensif untuk diteliti dan dikembangkan karena aplikasinya yang luas dalam banyak bidang. Sifat material termoelektrik berupa fenomena efek Seebeck, figure of merit, thermo power, resistivitas listrik dan panas akan sangat dipengaruhi oleh material dan sintesa yang digunakan dalam riset. Bismuth Telluride (Bi2Te3) adalah material termoelektrik jenis n-type yang dapat mengonversi perbedaan temperatur menjadi tegangan listrik secara langsung pada temperatur kamar , sehingga material ini dapat diaplikasikan sebagai termoelektrik generator (harvesting energy). Berbagai rekayasa terus dilakukan untuk meningkatkan sifat termoelektrik, penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan sifat termoelektrik bismuth telluride dengan mengurangi konduktivitas termal melalui sintesa nanostruktur menggunakan metode hidrotermal dan menurunkan resistivitas listrik melalui penambahan dopan dysprosium (Dy). ......Research and development of thermoelectric nanomaterials is now very necessary because thermoelectric material is one material that can be used as an alternative energy source. Increased thermoelectric properties are increasingly intensive to be researched and developed because of their wide application in many fields. The thermoelectric material properties in the form of Seebeck effect phenomenon, figure of merit, thermo power, electrical conductivity and heat will be greatly influenced by the material and synthesis used in research. Bismuth Telluride (Bi2Te3) is an n-type thermoelectric material that can convert temperature differences into electrical voltage directly at room temperature, so that this material can be applied as thermoelectric generators (harvesting energy). Various engineering works are carried out to improve the thermoelectric properties, this research is carried out to improve the thermoelectric properties of bismuth telluride by reducing thermal conductivity through nanostructure synthesis using hydrothermal methods and increasing electrical conductivity through the addition of doping dysprosium (Dy) which has better electrical conductivity than bismuth.

Abstrak :
Inhomogenitas termoelektrik memiliki kontribusi yang besar terhadap nilai ketidakpastian dalam kalibrasi termokopel. Oleh karena itu, untuk mengetahui ketidakhomogenan pada termokopel perlu dilakukan pemindaian pada kawat termokopel untuk menentukan karakteristik koefisien Seebeck pada setiap posisi termokopel berrdasarkan pengaruh paparan suhu di sepanjang termokopel. Pada penelitian ini dikembangkan metode pengukuran inhomogenitas pada kawat termokopel tipe T dan K dengan melakukan pemindaian termokopel pada suhu 120 oC dan 300 oC dengan metode pemanasan lokal atau double gradient system dengan penambahan sensor pemantauan suhu dan desain blok pemanas tambahan untuk meminimalkan luas area pemanasan lokal. Hasil pengukuran kemudian divalidasi dengan metode pada bak cairan atau single gradient system. Metode pemanasan lokal berpotensi untuk mengukur rentang yang lebih panjang variasi dari ketidakseragaman koefisien Seebeck (µV/oC) sepanjang kawat termokopel berbeda dengan pengukuran pada bak cairan yang terbatas jarak pemindaiannya. Hasil pengukuran menunjukan nilai koefisien Seebeck inhomogenitas pada kedua tipe termokopel relatif tidak berubah pada suhu 120 oC, sedangkan pada suhu 300 oC terdapat perubahan koefisien Seebeck. Sistem ini juga dapat mendeteksi titik-titik tertentu pada termokopel yang memiliki inhomogenitas dengan sangat jelas karena terdepresinya koefisien Seebeck, serta dapat menentukan keseragaman atau ketidakseragaman pada kawat termokopel berdasarkan pola distribusi tegangan pada termokopel. Sistem dapat mengukur inhomogenitas dibawah 0.1% yang merupakan standar ketidakpastian pada termokopel base-metal dan tervalidasi dengan metode pada bak cairan. Sehingga dengan kemampuan tersebut, sistem telah memenuhi untuk dapat digunakan dalam mengukur ketidakseragaman termokopel tipe base-metal. .......Thermoelectric inhomogeneity constitutes a major contribution to the calibration uncertainty of a thermocouple sensor. Therefore to investigate the inhomogeneity of the thermocouple it is necessary to scan the thermocouple wire to measure the Seebeck coefficient characteristic in each wire position based on the effect of temperature exposure along the thermocouple wire. In this study, a method of measuring the inhomogeneity of type T and K thermocouple wires was developed by scanning the thermocouple at temperatures of 120 oC and 300 oC with local heating method where also known as a double gradient method. The proposed system utilized with a temperature monitoring sensors and reducing the nozzle diameter of the heating source output also with an additional heat block design to minimize the area of local heating. The measurement result then compared with the single gradient method using a liquid bath as a validation. The local heating method has the potential to measure more longer range the variability of the Seebeck coefficient (µV/oC) along the length of the thermocouple wire different from the measurement in a liquid bath which has limited scanning distance. The measurement results show that the Seebeck coefficient of inhomogeneity in the two types of thermocouple is relatively unchanged at 120 oC, while at 300 oC the coefficient has changed. This system also could detected a certain points on the thermocouple which have very clear inhomogeneity due to depressed Seebeck coefficient, also determine the uniformity or non-uniformity of the thermocouple wire based on the voltage distribution on the thermocouple. The system can measure to a non-uniformity of less than 0.1% which is typical for new base-metal thermocouples. The value is agreed validate with the measurement results using the single zone method. So, with this capability the system has met to be used in measuring the non-uniformity of the base-metal thermocouple.

Abstrak :
Konduktivitas termal adalah suatu besaran yang menunjukan kemampuan suatu zat dalam menghantarkan energi panas. Konduktivitas termal merupakan suatu fenomena transport yang diakibatkan akibat adanya perbedaan temperatur sehingga menyebabkan tranfer energi dari bagian yang panas ke bagian dengan temperatur lebih rendah. Salah satu metode untuk mengukur konduktivitas termal dapat menggunakan metode komparatif. Kelebihan dari metode komparatif ini dibandingkan dengan metode lainnya ialah dia dapat mengukur nilai konduktivitas termal dari material berfasa cair. Dalam keadaan yang sekarang ini, alat ukur nilai konduktivitas termal material berfasa cair sangat dibutuhkan di berbagai bidang. Mesin pengukur nilai konduktivitas termal material berfasa cair biasanya memiliki harga yang tidak ekonomis, oleh sebab itu dilakukanlah percobaan untuk membuat mesin pengukuran nilai konduktivitas termal material berfasa cair yang ekonomis. Dasar pengujian ini dilakukan dengan menggunakan termelektrik dengan menggunakan material referensi tembaga. Termoelektrik adalah suatu perangkat yang dapat mengubah energi panas menjadi energi listrik dan juga sebaliknya, dimana terdapat dua fenomena pada termoelektrik yaitu efek seebeck dan efek peltier. Tembaga merupakan suatu unsur yang memiliki nomor atom 29 dan berlambang Cu pada tabel periodik. Unsur ini ketika dalam keadaan murni memiliki warna jingga kemerahan dengan sifat yang halus dan lunak. ......Thermal conductivity is a quantity that shows the ability of a substance to conduct heat energy. Thermal conductivity is a transport phenomenon caused by temperature differences that cause energy transfer from hot parts to parts with lower temperatures. One method to measure thermal conductivity can be to use the comparative method. The advantage of this comparative method compared to other methods is that it can measure the value of thermal conductivity of a liquid-based material. In the current state, measuring devices for the thermal conductivity of liquid-based materials are needed in various fields. Measuring machines for the thermal conductivity of liquid-based materials usually have an uneconomic price, so an experiment was made to make a machine for measuring the thermal conductivity values of liquid-phase materials. The basis of this test is carried out using thermelectric using copper reference material. Thermoelectric is a device that can convert heat energy into electrical energy and vice versa, where there are two phenomena in the thermoelectric namely the seebeck effect and the peltier effect. Copper is an element that has an atomic number of 29 and has the symbol Cu on the periodic table. This element when in pure state has a reddish orange color with a smooth and soft nature.

Abstrak :
Skripsi ini membahas tentang termoelektrik generator yang merupakan alat untuk merubah beda temperatur menjadi daya listrik. Termoelektrik generator ini menggunakan modul Peltier yang bekerja sesuai prinsip efek Seebeck. Untuk menjaga temperatur digunakan sistem pemanasan yang baik untuk menerima kalor pada sisi panas modul Peltier dan juga sistem pendingin yang baik untuk menjaga agar tetap terdapat beda suhu pada modul termoelektrik. Pada penelitian ini digunakan sistem pendingin dengan heatsink dan air pendingin. Termoelektrik generator yang menggunakan heatsink menghasilkan tegangan terbesar yaitu 6.9 Volt dengan daya 0,72 Watt. Termoelektrik generator yang menggunakan air pendingin menghasilkan tegangan maksimum 0.459 Volt, dengan daya 0.0105 Watt.

---

This thesis is disccused about thermoelectric generator that are the device that can convert the difference of temperature to electrical power. Thermoelectric generator is using Peltier modules which works with the Seebeck Effect rsquo s law. In order to keep the delta temperature between hot junction and cold junction there are some system that being needed to supply some calor and to keep the calor being thrown away. In this research is using cooling system such are heatsink and water coolant. Thermoelectric generator with heatsink is produced the highest voltage output is 6.9 Volt and power 0.72 Watt. Thermoelectric generator with water cooling is produced the highest voltage output is 0.459 Volt and power 0.0105 Watt.

Abstrak :
Termoelektrik adalah fenomena yang berhubungan dengan perubahan temperatur dan beda potensial. Banyaknya aplikasi dari termoelektrik mendorong penelitian tentang material termoelektrik di Departemen Fisika Universitas Indonesia. Performa material termoelektrik dapat dihitung menggunakan nilai figure of merit. Untuk menghitungnya dibutuhkan nilai koefisien seebeck, konduktivitas listrik, dan konduktivitas panas. Seluruh nilai tersebut bisa didapatkan melalui sistem karakterisasi material termoelektrik yang memiliki sistem pengendalian temperatur dan arus listrik di dalamnya. Sumber arus dibuat memanfaatkan DAC dan rangkaian op-amp. Sumber arus yang digunakan memiliki tiga rentang arus yang dapat digunakan yaitu, 0-50 mA, 0-10 mA, dan 0-5 mA. Untuk menjaga temperatur probe dingin di suhu ruang, dilakukan pengendalian menggunakan metode Direct Synthesis dengan nilai Kc = 1,24 dan 𝜏𝐼 = 310. Sementara pada pengendalian temperatur pemanas, digunakan metode IMC dengan nilai Kc = 1,238, 𝜏𝐼 = 1122s dan , 𝜏𝐷 = 38,574s.

---

Thermoelectric is a phenomenon related to temperature changes and potential differences. Many applications of thermoelectrics encourage research on thermoelectric materials in the Department of Physics Universitas Indonesia. Thermoelectric material performance can be calculated using a reasonable number value. To calculate the required values for the seebeck coefficient, electrical conductivity, and heat conductivity. All of these values can be obtained through the thermoelectric material characterization system which has a temperature and electric current control system in it. Electric current source is made using DAC and op-amp circuit. This electric current source has three ranges of current that can be used, namely, 0-50 mA, 0-10 mA, and 0-5 mA. To keep the temperature of the cold probe at room temperature, control was carried out using the Direct Synthesis method with a value of Kc = 1,24 and 𝜏𝐼 = 310. While at heating temperature, the IMC method was used with a value of Kc = 1,238, 𝜏𝐼 = 1122s dan , 𝜏𝐷 = 38,574s.

Abstrak :
Modul termoelektrik sebagai sebuah peralatan yang dapat mengubah energi listrik menjadi sebuah gradien temperatur atau sebaliknya dengan adanya gradien (perbedaan) temperatur, dapat mengubah energi panas (kalor) menjadi energi listrik. Sebagai sistem temoelektrik generator, elemen ini tidak berisik, perawatannya mudah, dimensi relatif kecil, ringan dan ramah terhadap lingkungan karena tidak menghasilkan polusi. Karena melimpahnya panas buangan dari pabrik, rumah tangga, perangkat elektronik dan iradiasi matahari yang ada, modul termoelektrik akan menjadi solusi teknologi alternatif yang murah dan ramah lingkungan bila digunakan sebagai sebuah generator (pembangkit daya) penghasil listrik dengan memanfaatkan panas buangan tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen. Eksperimen yang telah dilakukan dengan menguji karakteristik modul termoelektrik pada 3 sumber kalor yang berbeda, yaitu: dengan menggunakan sumber kalor fluida (air) panas, sumber panas radiasi matahari dan sumber panas bohlam halogen. Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh beberapa hasil antara lain; Karakterisasi modul TE pada sumber fluida panas menunjukkan bahwa dengan kenaikan temperatur fluida panas 5°C terjadi peningkatan beda tegangan berkisar sebesar 100 mV dan daya maksimum rata-rata dicapai sekitar 15 mW; dengan penggunaan heat pipe membangkitkan daya yang jauh lebih besar 4-5 kali pada modul TE tunggal (1.04 mW) dari modul TE tunggal tanpa heat pipe (0.15 mW), dan pada modul TE ganda yang menggunakan heat pipe menjadi 4 kali lebih besar (1.48mW) dari modul TE ganda yang tanpa heat pipe ( 0.37mW); diperoleh sebuah persamaan penentuan koefisien Seebeck untuk modul terkoneksi dimana adalah koefisien Seebeck hasil koneksi, adalah koefisien Seebeck tunggal. ...... Thermoelectric module as a device that can convert electrical energy into a temperature gradient or vice versa with the gradient temperature, can change the heat energy into electricity. As a thermoelectric generator system, this element is not noisy, easy maintenance, relatively small dimensions, light weight and environmentally friendly because it does not produce pollution. Because of the abundance of waste heat from factories, household, electronic devices and existing solar irradiation, thermoelectric modules would be a cheap alternative technology solutions and environmentally friendly when used as a generator producing electricity by utilizing the waste heat. This research was conducted with the experimental method. Experiments have been done by testing the characteristics of thermoelectric modules in 3 different heat sources, namely: using heat of hot water, heat of the solar radiation and heat of halogen bulb. From the research that has been done shows some results, among others; Characterization of the TE module to the heat source fluid showed that different temperature of the hot fluid about 5°C will increase voltage range of 100 mV and a maximum average power is achieved of about 15 mW; by the use of heat pipe evokes a far greater power 4-5 times in a single TE module on (1.04 mW) than that a single TE module without heat pipes on (0.15 mW), and the double TE modules using heat pipes 4 times greater (1.48mW) of double TE modules without heat pipes (0.37mW); was obtained an equation for the Seebeck coefficient determination module connected Įk = C1/C2 Įt where Įk is the Seebeck coefficient results of the connection, the Seebeck coefficient Įt of single TE modules.

Abstrak :
Untuk memenuhi keperluan teknologi termoelektrik, para ilmuwan mengembangkan perangkat termoelektrik yang dapat mengubah energi panas menjadi energi listrik. Salah satu material yang digunakan dalam penelitian ini adalah semikonduktor Half Heusler. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa material ini adalah kandidat yang baik untuk perangkap termoelektrik. Material ini memiliki stoikiometri XYZ, dimana X dan Y merepresentasikan metal transisi dan Z merepresentasikan unsur golongan utama. Penelitian ini dilaksanakan dengan metode komputasi menggunakan Quantum ESPRESSO untuk membentuk grafik struktur pita dan Density of states dari material ini dan BoltzTraP untuk menghitung properti termoelektrik dari material 12 jenis material Half Heusler. Keduabelas material ini memiliki celah pita yang menunjukkan material ini adalah semikonduktor, yang merupakan kandidat yang baik untuk menghasilkan konduktivitas elektrik dan koefisien Seebeck yang tinggi, serta nilai figure of merit (ZT) yang mengkarakterisasi efisiensi perangkat termoelektrik. Selain itu, penelitian kami menunjukkan bahwa semikonduktor Half Heusler lebih baik digunakan untuk alat termoelektrik tipe p karena nilai properti termoelektrik pada area tipe p lebih tinggi dari area tipe n. ......For providing the need of thermoelectric technology, scientists develop thermoelectric device that can convert heat energy to electrical energy. One of the material that can be used in this research is Half Heusler semiconductor. Recent studies shown that this material is a good candidate to be a material for thermoelectric device. This material has a stoichiometry of XYZ, where X and Y represent transition metal and Z is a main group element. This research use a computational method using Quantum ESPRESSO to generate the graph of Band structure and Density of states of the material and BoltzTraP to calculate the thermoelectric properties of 12 kind of half-Heusler materials. All of these 12 material have band gap that indicate that they are asemiconductors, which are good candidates for high value good electrical conductivity, Seebeck coefficient and of figure of merit (ZT) that characterize the efficiency of a thermoelectric device. In addition, our result indicates that Half Heusler semiconductor is better to be used for p-type thermoelectric devices because the thermoelectric properties in p-type region is higher than in n-type region.

Abstrak :
Efek dari struktur pita elekronik bahan nodal line semimetals (NLS) terhadap sifat termoelektriknya ditinjau melalui kombinasi metode semianalitik dan first-principles dengan TiS sebagai contoh bahan untuk NLS tipe-I dan Mg3Bi2 untuk NLS tipe-II. Respons termoelektrik keseluruhan (S, κ_e,σ, PF, ZT) dari kedua bahan diselidiki menggunakan linearized Boltzmann transport equation dengan relaxation time approximation yang diimplementasikan dalam kode BoltzTraP2. Kami juga menggunakan model dua band untuk mengoptimasi nilai power factor (PF) dan dimensionless figure of merit ZT untuk kedua bahan. Hasil perhitungan dengan kombinasi metode first-principles dan BoltzTraP2 menunjukkan bahwa masing-masing bahan menunjukkan nilai puncak ZT sebesar ~0.014 untuk TiS dan ~0.112 untuk Mg3Bi2 pada nilai potensial kimia dari energi Fermi E_F masing-masing sekitar -0.23 eV dan -0.17 eV . Sedangkan, hasil dengan menggunakan model dua band menunjukkan peningkatan nilai koefisien sifat termoelektrik yang cukup signifikan di sekitar E_F untuk kedua bahan NLS. Diperoleh nilai ZT optimal untuk kecepatan Fermi v_F≈8⁄ℏ eV Å^(-2) dan massa efektif holes m≈ℏ^2⁄7.352 eV^(-1) Å^(-2) untuk TiS, sedangkan untuk Mg3Bi2 diperoleh ketika v_F≈9.95⁄ℏ eV Å^(-2) dan m≈ℏ^2⁄7.352 eV^(-1) Å^(-2). Peningkatan ini diduga diakibatkan oleh persilangan pita energi NLS di sekitar E_F. Hasil kami menunjukkan bahwa kedua bahan NLS ini mungkin dapat menjadi bahan semimetal yang menjanjikan untuk termoelektrik. ......The effect of electronic band structure of nodal line semimetals (NLS) on their thermoelectric properties investigated through a combination of semi-analytical methods and first-principles method using TiS as NLS type-I and Mg3Bi2 as NLS type-II as example materials. A detailed thermoelectric response (S, κ_e, σ, PF, ZT) investigated using linearized Boltzmann transport equation with relaxation time approximation implemented in BoltzTraP2 codes. We also use two-band model to optimize the power factor (PF) and dimensionless figure of merit ZT values for both materials.The calculation results using first-principles methods and BoltzTraP2 showed that each NLS material showed a peak ZT value ~0.014 for TiS and ~0.112 for Mg3Bi2 for certain chemical potential value of Fermi energy E_F about -0.23 eV and -0.17 eV, respectively. The results using model exhibits significant thermoelectric properties values increase around E_F for both NLS. Optimum ZT value for TiS and Mg3Bi2 is obtained for Fermi velocity v_F of 8⁄ℏ eV Å^(-2) and 9.95⁄ℏ eV Å^(-2) and holes effective mass m of ℏ^2⁄7.352 eV^(-1) Å^(-2) and ℏ^2⁄7.352 eV^(-1) Å^(-2), respectively.This increase is allegedly due to energy bands crossing around E_F. Our results suggest that these NLS materials might be promising thermoelectric materials in semimetals class.