BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangNanomaterial merupakan salah satu kajian yang penting di bidang penelitian dan pengembangan aplikasi teknologi. Karena aplikasinya yang luas, diantaranya adalah dibidang Biomedis, bioteknologi, teknik, ilmu material dan daerah lingkungan (Faraji, 2010). Pada zaman yang semakin berkembang ini, peran nanoteknologi begitu penting dan menjadi salah satu ujung tombak dalam ilmu pengetahuan dan teknologi untuk kesejahteraan kehidupan manusia. Di Indonesia, perkembangan nano teknologimasih dalam tahap rintisan karena keterbatasan dana dan fasilitaseksperimen (Hadi, 2009)Di Indonesia, pasir adalah salah satu bahan tambang yang banyak digunakan dan mudah diperoleh. Pasir biasanya ditambang di pesisir pantai dan sungai-sungai di bawah gunung berapi. Melimpahnya kandungan pasir di Indonesia membuat bahan pasir sangat murah, bahkan Indonesia dikenal sebagai Negara pengekspor pasir (Hadi, 2009). Pasir besi pada umumnya mempunyai komposisi utama besi oksida (Fe2O3 dan Fe3O4) dan silikon oksida (SiO2) serta senyawa-senyawa lain, yaitu Fe, Ni, dan Zn dengan kadar yang lebih kecil (Nurul dkk, 2012).Dari kandungan utama mineral pasir besi tersebut, besi oksida merupakan material yang menarik untuk dipelajari. Secara alamiah bahan-bahan tersebut ditemukan dalam bentuk mineral oksida besi berupa magnetit (Fe3O4), maghemit (-Fe2O3) dan hematit (-Fe2O3). Perbedaan suhu kalsinasi akan menghasilkan berbagai bentuk fasa oksida besi, dimana Fe3O4 (suhu ruang), - Fe2O3 (kalsinasi 200 oC) dan - Fe2O3 (kalsinasi 300 600 oC).Dewasa ini Energy adalah hal yang sangat fundamental pada saat sekarang ini, seiring dengan berkembangnya teknologi yang menuntut tercukupinya suplai energy terutama energy listrik. Sumber energi yang telah dikembang kan pada saat ini masih berpusat pada energi tidak terbarukan, sehingga sehingga sumber-sumber energi tersebut akan habis. Keterbatasan sumber energi yang dihasilkan memerlukan suatu terobosan baru mengenai pengoptimalan energi yang terdapat di alam, salah satunya energi cahaya matahari. Teknologi terbaru yang saat ini dikembangkan untuk memanfaatan energi cahaya matahari menjadi energi listrik adalah solar cell, akan tetapi hasil konversi energi dari energi cahaya menjadi energi listrik kurang maksimal.Akhir-akhir ini penelitian nanomaterial telah merambah pada permasalahan energi, SiO2 yang dilapisi emas (Au) dapat menyerap energi cahaya matahari untuk mengoptimalkan konversi energi cahaya matahari menjadi energi panas (Polman, 2013). Proses konversi ini mengaplikasikan bahan nanomaterial yang dicampur dengan air, ketika nano partikel tersebar dalam air maka energi akan terfokus pada penguapan air, sehingga akan mempercepat pemanasan air (Neumann, 2012). Bahan nanomaterial yang digunakanadalah bahan yang dapat menyerap cahaya matahari. Pada penelitian diatas merupakan bahan-bahan yang relatif sulit dan mahal didapatkan terutama emas. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada bahan bahan yang mudah didapatkan di alam, salah satunya adalah Fe2O3 yang dibungkus dengan karbon, yang keduanya merupakan bahan yang mudah disintesis dan dapat diperoleh dari alam dan merupakan bahan yang melimpah di Indonesia.Nanomaterial yang tidak dimodifikasi memiliki kestabilan termal yang rendahUntuk meningkatkan hasil konversi, juga perlu dilakukan penelitian berapa ukuran partikel yang dapat menyerap energi cahaya matahari paling besar sehingga panas yang ditimbulkan lebih cepat.Dari permasalahan diatas maka diperlukan sebuah penelitian yang berjudul Aplikasi nano Fe2O3 berlapis karbon untuk konversi energi cahaya matahari guna sebagai sumber energi listrik terbarukan.

B. Tujuan PenelitianTujuan-tujuan yang diharapkan bias dicapai dengan penelitian ini adalah:1. Membuat nano partikel dari Fe2O3dengan berbagai ukuran nano2. Membuat nano Fe2O3 encapsulated carbon dengan metode microwave irradiation3. Mengetahuipengaruhberbagaimacamukuranpartikelterhadaptemperaturlarutan Fe2O3

C. ManfaatDari penelitian ini adalah untuk menghasilkan Fe2O3 dapat member banyak manfaat:1. Manfaat KeilmuanMenambah khasanah keilmuan fisika secara umum dan di bidang material khususnya, yakni untuk mengetahui konversi energi cahaya matahari menjadi energy panas yang disebabkan oleh nanopartikel dengan berbagaai ukuran.2. Manfaat Teknologi Menambah gagasan pengunaan nanopartikel yang lebih efisien digunakan sebagai sumber energi listrik.

D. Lingkup PenelitianPenelitian kali ini dilakukan pembatasan ruang lingkup sebagai berikut:1. Sintesis nano Fe2O3 dilakukan dengan metode kopresipitasi dengan menggunakan HCl dan NH4OH.2. Proses carbon encapsulasi menggunakan metode microwave irradiation, dengan mencampurkan nano Fe2O3 dengan larutan Glukosa kemudian dimasukkan kedalam microwave oven pada 2,45 GHz dengan daya 1000 W.3. Pengujian efek termal dilakukan pada nano Fe2O3 yang belum terbungkus karbon dan nano Fe2O3@C dengan fariasi ukuran partikel.E. Definisi OperasionalBeberapa definisi operasional yang sering ditemukan dalam penelitian ini, yaitu:1. Nano Fe2O3 merupakan partikel Fe2O3 dengan ukuran nanometer.2. Metode kopresipitasi merupakan metode sintesis nanomaterial dengan menggunakan larutan HCl dan NH4OH.3. Carbon encapsulated nano Fe2O3 merupakan pelapisan nano Fe2O3 dengan karbon.4. Metode microwave iradiation merupakan metode pelapisan nano partikel dengan karbon dengan memasukkan sampel kedalam microwave oven.5. Fe2O3@C merupakan sampel Fe2O3 yang telah terbungkus karbon.6. Solar steam nanoparticels merupakan proses pembentukan uap panas dengan cahaya matahari karena adanya nanopartikel.

F. HipotesisDari kajianpustaka yang diperoleh, penelitianinidapatditarikhipotesis:1. Sintesis nano Fe2O3 dapat dilakukan dengan menggunakan metode kopresipitasi.2. Fariasi ukuran partikel nano Fe2O3 dapat diperoleh dengan memfariasi suhu sintering.3. Metode microwave irradiation dapat ditera kan untuk proses encapsulation nano Fe2O34. Hasil kenaikan suhu nanoFe2O3@C lebih besar dari pada nano Fe2O3 yang tidak terbungkus karbon5. Semakin kecil ukuran nanopartikel menyebabkan kenaikan suhu yang semakin meningkat.