Abstrak —Oksida  perovskit  La 1-x S r x Co 1-y Fe y O 3 (LS CF)  dan La 1-x S r x MnO 3-δ (LS M)  dikenal  sebagai  membran  MIEC  yang berpotensi sebagai membran penghantar ion oksigen karena fluks permeasi oksigen tinggi, dan telah terbukti kemampuannya baik sebagai katalis dalam reaksi oksidasi parsial metana (OPM). Pada penelitian ini untuk  meni ngkatkan aktivitas  katalis,  material- material tersebut  dilapisi oksida logam  NiO dan  CeO 2 menjadi membran  planar lapis ganda  dengan metode dry  pressing .  Oleh karena itu,  penelitian ini bertujuan untuk megetahui preparasi membran dan kompatibilitas antara campuran NiO-CeO 2 , CeO 2 dan  perovskit  LS CF  6428,  LS CF  7328,  dan  LS M  7310.  Hasil karakterisasi  menunjukkan bahwa  LS M  7310  memiliki nilai kerapatan tertinggi kemudian diikuti oleh LS CF 7328 dan LS CF 6428,  sedangkan  membran  NiO-CeO 2 dan  CeO 2 belum  rapat. Kekerasan  dan  kerapatan  berhubungan  dengan  pola  muai panasnya,  yaitu semakin rapat  membran  maka  semakin tinggi nilai kekerasan membran namun semakin rendah nilai koefisien muai  panasnya.    Perbedaan  nilai koefisien muai panas  antara material material tersebut menyebabkan delaminasi pada lapisan antarmuka perovskit dan NiO-CeO 2 atau CeO 2, ketika membran lapis ganda  dibentuk. S ementara itu, penambahan agen perekat berupa  amilum  pada  lapisan  NiO-CeO 2 atau  CeO 2 berhasil menyebabkan NiO-CeO 2 dapat melekat pada lapisan perovskit.
Kata  Kunci —Membran Lapis  Ganda,  La 1-x S r x Co 1-y Fe y O 3-δ; La 1- x S r x MnO 3-δ, NiO, CeO 2, Kompatibilitas.

## I. PENDAHULUAN
EMBRAN  permeasi oksigen dengan material penghantar campuran ionik  dan elektrik  (MIEC)  merupakan  materia l yang  sangat berpotensi untuk  pemisahan  oksigen  dari  udara karena  efisiensi  energi  dan  biaya  yang  terjangkau.  Saat  ini, penelitian material  MIEC  yang paling banyak dilakukan adalah oksida perovskit ABO 3 dengan situs A dan B  diisi oleh kation Ln  (Ln=unsur  tanah  jarang)  dalam  koodinasi  12  dan  kation transisi  dalam  koordinasi  6,  secara  berurutan  [1] . Oksida perovskit  dengan  kation-kation  B  yang  memliki  bilangan oksidasi lebih  dari satu (seperti, Co,  Fe, Ti,  Ce ,dan Mn) dapat melepaskan  ion-ion  oksigen  secara  reversible  dari  kisi kristalnya tanpa mengalami  perubahan struktur yang berarti [2]. Berdasarkan  kemampuan  tersebut, membran  oksida  perovskit banyak  digunakan sebagai  membran  penghantar ion  oksigen , khususnya dalam  reaksi  oksidasi  parsial  metana  (OPM)  yang membutuhkan  kontrol  oksigen dalam  reaksinya.  Hantaran ion oksigen  tersebut  bersifat  selektif  karena  oksigen  yang dilepaskan bersumber  dari  kisi-kisi  kristal  perovskit, sehingga gas atau molekul  lain tidak dapat melalui  membran  tersebut  [3].
Oksida  perovskit  La 1-x Sr x Co 1-y Fe y O 3 (LSCF)  merupaka n salah  satu  jenis  membran  MIEC  yang  berpotensi  sebagai
membran  penghantar oksigen karena  sifat  konduktivitas ionik dan elektrik  serta fluks  permeasi  oksigen tinggi [4].  Selain  itu, diantara  membran  perovskit  berbasis  kobalt,  lainnya,  seperti Sr x Co 1-y Fe y O 3-δ (SCF)  dan Ba 1-x Sr x Co y Fe 1-y O 3-δ (BSCF),  LSCF memiliki  stabilitas yang lebih  baik  karena  sifat resistensi CO 2 yang lebih tinggi, sehingga pembentukan karbonat sulit terjadi saat reaksi  berlangsung [5].  Sementara  itu,  komposisi  LSCF yang  memiliki  stabilitas  baik  pada  atmosfer  tereduksi  dan terpapar komponen  gas CO 2 ,  H 2 O,  dan SO x ,  yakni  komposisi 20%  Co dan 80%  Fe pada situs B  [6].
Oksida  perovskit La 1-x Sr x MnO 3-δ (LSM)  juga memiliki  sifat stabilitas yang baik  serta konduktifitas elektrik  yang tinggi dan ionik  konduktivitas yang rendah  [7].  Walaupun konduktivitas ionik  oksigen  LSM  rendah,  tetapi  LSM  telah  terbukti  dapat digunakan sebagai katalis dalam  reaksi  OPM [8].
Material penghantar oksigen seperti La 1-x (Ba ,
Sr,Ca) x Co 1-y (Mn,Fe,Ni,Cu ) y O 3-δ (0  ≤ x,  y ≤ 1)  pada lingkungan pereduksi dalam  jangka  waktu yang panjang dapat mengala mi dekomposisi  fasa  dan penurunan stabilitas  material,  sehingga aktivitas  katalis  perovskit  dalam  reaksi  katalitik    OPM  juga akan menurun [9]. Kemampuan membran perovskit (kemampuan  laju  permeasi  oksigen,  stabilitas  dan  katalitik) dapat  ditingkatkan  dengan  cara  pelapisan  material  yang berperan aktif  sebagai katalis  dalam  reaksi  OPM  [10],  seperti katalis berbasis logam  mulia  telah terbukti efektif  dalam  reaksi OPM  dan  memiliki  sifat  resistensi  yang  tinggi  terhadap pembentukan  endapan karbon  [11].  Akan  tetapi,  penggunaan katalis  logam  mulia  terbatas   oleh  harga  yang  tinggi  dan keberadaannya yang jarang  ditemukan.  Sementara  itu,  katalis berbasis Ni  menunjukkan  aktivitas  yang setara dengan katalis berbasis logam  mulia  memiliki  harga  yang lebih  terjangkau. Akan tetapi, pembentukan endapan karbon dalam  reaksi  OPM terkatalisis nikel  mudah terjadi [12].  Penelitian Bulfin  dkk [13] dan  York  dkk  [14]  melaporkan  bahwa  penambahan  oksida logam  tanah  jarang  seperti  CeO 2 ,  dapat  mengurangi  proses pembentukan  endapan  karbon  tersebut  karena  kapabilitas penyimpanan  oksigen  yang dimiliki  oleh  oksida  CeO 2 dapat membantu  proses oksidasi endapan karbon tersebut.
Pelapisan  Campuran  NiO-CeO 2 Pada Membran Keramik  La 0,6 Sr 0,4 Co 0,2 Fe 0,8 O 3-δ , La 0,7 Sr 0,3 Co 0,2 Fe 0,8 O 3- δ , dan La 0,7 Sr 0,3 MnO 3±δ
Lia Harmelia, Wahyu Prasetyo Utomo, dan Hamzah Fansuri Departemen Kimia, Fakultas  Ilmu Alam, Institut Teknologi  Sepuluh  Nopember (ITS)
e-mail : h.fansuri@chem.its.ac.id
M
Gambar 1. T itik-titik indentasi uji kekerasan membran .
T abel 1.
Data ukuran membran sebelum dan setelah sintering Nama Membran LSCF 6428 LSCF 7328 LSM 7310 CeO 2 NiO-CeO 2 Diameter (cm) Sebelum 1,29 1,30 1,27 1,29 1,29 Setelah 1,10 1,10 1,10 1,20 1,26 Ketebalan (cm) Sebelum 0,20 0,20 0,22 0,20 0,20 Setelah 0,17 0,17 0,16 0,15 0,15 Volume (cm 3 ) Sebelum 0,26 0,27 0,25 0,26 0,26 Setelah 0,16 0,16 0,15 0,17 0,19 Susut Bakar (%) 38,19 39,14 42,74 35,10 28,45 T abel 2. Kekerasan membran perovskit pada 5 titik yang berbeda T itik Indentasi Kekerasan (HV) LSCF 6428 LSCF 7328 LSM 7310 1 691,0 1008 436,0 2 632,8 1020 399,0 3 653,6 1272 398,3 4 802,2 1457 430,4 5 875,0 1018 425,8 Rata-rata 730,9 1155 417,9
Sebelum disinter

## Setelah disinter
(a) (b)
Gambar 2. Membran lapis ganda oksida perovskit/campuran: (a) NiO-CeO 2 dan (b) oksida perovskit/CeO 2 murni.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Gambar 3. Membran lapis ganda sebelum (atas) dan sesudah (bawah) sintering (a) LSCF 6428-CeO 2 / LSCF 6428 (b) LSCF 6428-NiO-CeO 2 / LSCF 6428 (c) LSCF 7328-CeO 2 / LSCF 7328 (d) LSCF 7328-NiO-CeO 2 / LSCF 7328 (e) LSM 7310-CeO 2 / LSM 7310 (f) LSM 7310-NiO-CeO 2 / LSM 7310.
Berdasarkan  uraian  tersebut  terlihat  bahwa  stabilitas membran  oksida  perovskit  pada  atmosfer  tereduksi  dapat ditingkatkan  dengan lapisan  campuran  NiO-CeO 2 yang akan dilapisi  pada permukaan  pervoskit.  Pelapisan campuran oksida NiO-CeO 2 pada membran   LSCF  6428,  LSCF  7328  dan LSM 7310  dapat menjadi  masalah  yang besar apabila lapisan katalis tidak cocok dengan lapisan oksida perovskitnya. Ketidakcocokan  tersebut terutama  disebabkan oleh perbedaan sifat  muai  panas  antara  campuran  NiO-CeO 2 dan  oksida perovskit.  Akibat  ketidakcocokan  tersebut,  lapisan  katalis NiO-CeO 2 dapat terkelupas ( delaminated ) saat digunakan pada kondisi  reaksi  yang  membutuhkan  suhu  tinggi  (antara  700 sampai 1000  °C).  Oleh karena itu, diperlukan informasi  tentang sifat fisik  membrane.

## II. METODE PENELITIAN
A. Pembuatan Membran
1. Membran Lapis Tunggal
Bahan  baku  pembuatan  membran  berupa  serbuk  oksida perovskit  hasil  sintesis,  dan  serbuk  NiO-CeO 2 serta  CeO 2 . Semua  serbuk tersebut terlebih  dahulu diayak  dengan ayakan 400  mesh kemudian  dibuat menjadi  membran  berbentuk pellet dengan dimensi  13   mm  x  2  mm.  Selanjutnya, serbuk tersebut dimasukkan  ke  dalam  cetakan dan ditekan  dengan penekanan sebesar 8 ton selama 15  menit.
2. Membran
Lapis Ganda CeO 2 /perovskit
dan NiO-CeO 2 /perovksit Membran  ini  terdiri  atas  lapisan  dasar  perovskit  dengan lapisan atas berupa NiO-CeO 2 atau CeO 2 .  Perbandingan massa lapisan  atas  dan  perovkit  sebesar  7:3,  sehingga  dibutuhkan serbuk  oksida  perovskit  sebesar  0,657  gram  dan  campuran NiO-CeO 2 atau  CeO 2 sebesar 0,279  gram.  Serbuk  perovskit dimasukkan  ke  dalam  cetakan  dan  ditekan  dengan  tekanan sebesar 4  ton dan ditahan selama  15  menit.  Setelah itu,  serbuk NiO-CeO 2 atau  CeO 2 dimasukkan  dan  diratakan,  kemudian ditekan  dengan tekanan sebesar 6  ton  dan  ditahan  selama  20 menit.
3. Membran  Lapis Ganda  perovskit-NiO-CeO 2 /perovksit  atau perovskite-CeO 2 /perovskit
Bahan baku lapisan atas  membran  ini  terdiri  dari  campuran serbuk  oksida  perovskit  dan  serbuk  NiO-CeO 2 atau  CeO 2 dengan  perbandingan  1:1,  yaitu  serbuk  perovskit  sebanyak 0,1395  gram dan serbuk NiO-CeO 2 atau CeO 2 sebanyak 0,1395 gram.  Bahan baku lapisan dasar dan latas ditimbang,  kemudian dimasukkan  ke dalam  cetakan dan ditekan dengan alat cetakan membran.  Setelah itu, serbuk NiO-CeO 2 atau CeO 2 dimasukkan ke  dalam  cetakan  dan  diratakan,  kemudian  cetakan  ditekan dengan tekanan 6 ton selama 20  menit.
4. Membran Lapis Ganda NiO-CeO 2 /perovksit atau CeO 2 /perovksit dengan penambahan agen perekat Bahan  baku  lapisan  atas  adalah  serbuk  oksida  loga m NiO-CeO 2 atau  CeO 2 .  Serbuk  dicampurkan  ke  dalam  cairan amilum  kental.  Campuran  tersebut  diaduk  diatas hot  plate hingga campuran  membentuk  suspensi. Suspensi dioleskan ke atas  permukaan  membran  keramik  perovskit  dan  diratakan. Setelah itu, membran  didiamkan  beberapa saat hingga suspensi lapisan atas tersebut mengering. Selanjutnya, amilum  diuapkan dengan kalsinasi  pada suhu 800  °C  selama  3  jam  dengan laju kenaikkan  suhu sebesar 2 °C/menit.
Seluruh  membran  mentah  baik  membran  lapis  tunggal dan lapis  ganda yang  dihasilkan  kemudian  diukur  dimensinya dengan jangka  sorong, kemudian  disinter pada suhu 1250  °C selama 2 jam  dengan laju kenaikkan  suhu 3 °C/menit.  Membran yang telah disinter disebut sebagai membran  keramik

## B. Uji Membran Keramik
1. Analisa Distribusi Unsur Membran Lapis Ganda
Membran  lapis ganda yang telah disinter dilakukan  analisis sebaran  atau  perpindahan  unsur  di  daerah  perbatasan antara lapisan  perovskit  dan  lapisan  katalis  (NiO-CeO 2 atau  CeO 2 ) dengan  pemetaan Scanning  Electron  Microscopy (SEM)- Energy  Dispersive  X-Ray (EDX) yang  dilakukan di Laboratorium  Energi  dan Lingkungan ITS.
(a) (b) (c) Gambar 4. Hasil m apping SEM  EDX  pada  membran  (a)LSCF      6428- CeO 2 /LSCF  6428;  (b)  LSCF  7328-CeO 2 /LSCF  7328;  (c)  LSM  7310- CeO 2 /LSM 7310.
(a) (b) (c) Gambar 5. Hasil m apping SEM-EDX pada membrane (a) LSCF    6428-NiO- CeO 2 /LSCF 6428; (b) LSCF 7328-NiO-CeO 2 /LSCF 7328; (c) LSM 7310-NiO- CeO 2 /LSM 7310.
2. Analisis Difraksi  Sinar  X pada Membran Lapis Ganda Analisis difraksi  sinar-X dilakukan  di  jurusan Material  dan metalurgi  ITS. Sampel berupa permukaan membran  lapis ganda NiO-CeO 2 /perovksit  atau CeO 2 /perovksit dengan penambahan agen  perekat.  Sampel  diukur  difraksi  sinar-X  pada  rentang sudut 2θ  antara 5°  hingga 85°.  Difraktogram  yang terbentuk selanjutnya  dicocokan  dengan  data  standar  dari  kartu  PDF ( Powder Diffraction File ) yang dikeluarkan  oleh JCPDS  ( Join Committee on Powder Diffraction Standard ).
3. Uji  Kekerasan Membran
Uji  kekerasan membran  dilakukan  dengan Micro Vick ers Hardness .  Membran  diindentasi  dengan  gaya  0,5  kgf  dan dipertahankan  selama  10  detik  pada  5  titik  permukaan membran,  seperti yang terlihat pada Gambar  1.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pembuatan Membran
1. Pembuatan  Membran  Tunggal  Perovskit,  CeO 2 dan  NiO- CeO 2 .
Proses pembuatan membran  lapis tunggal dilakukan  dengan metode dry  pressing .  Metode  ini  dipilih  karena  mamp u menghasilkan  membran  dengan  kerapatan  tinggi.  Membran mentah  yang  telah  terbentuk,  kemudian  disinter  pada  suhu 1250  °C  selama  2  jam.  Pemilihan  suhu sintering  berdasarkan pada penelitian pengaruh sifat sintering materia l La 1− x Sr x Co 0.2 FeO 3− δ (0 . 3  ≤ x ≤  0 . 8)  yang telah dilakukan  oleh Möbius dkk [15].
Membran lapis tunggal hasil sintering mengalami  perubahan ukuran. Perubahan ukuran membran  tersebut diketahui sebagai
data  penyusutan membran.  Hasil  pengukuran  (terlihat  pada Tabel  1)  menunjukkan  bahwa  membran  perovskit mengala mi penyusutan yang lebih besar dibandingkan membran  CeO 2 dan NiO-CeO 2 .  Penyusutan volume membran  terbesar terjadi  pada membran  perovskit  LSM  7310,  yaitu  sebesar  42,74%  dan terendah adalah  membran  campuran  NiO-CeO 2 ,  yaitu sebesar 28,45%. Adanya  penyusutan  menunjukkan peningkatan kerapatan membran  perovskit.
Setelah itu, membran  perovskit rapat diuji sifat kekerasannya dengan Vicker’s Microhardness yang terlihat  dalam  Tabel  2. Hasil  tersebut menunjukkan  bahwa  masing-masing  membra n memiliki  nilai  kekerasan  yang bervariasi.  Menurut  Setiawati dkk  [16],  nilai  kekerasan yang bervariasi dikarenakan  densitas membran  yang  kurang  homogen  akibat  proses  pencetakan dengan pemberian  tekanan  secara  searah sehingga kerapatan membran  pada bagian tengah dan tepi berbeda.
Dari  hasil  uji  kekerasan  tersebut  dapat  diketahui  bahwa membran  perovskit lapis tunggal memiliki  sifat kekerasan yang tinggi,  yaitu pada rentang 417,9-1155  HV  dengan beban gaya indentor  sebesar 0,5  kgf.  Nilai  kekerasan  yang paling  tinggi dimiliki  oleh LSCF  7328,  sedangkan nilai  kekerasan terendah adalah  membran  LSM  7310.  Umumnya  kekerasan  sebanding dengan kerapatan.  Semakin  rapat suatu bahan maka  semakin keras  bahan tersebut [16].  Sementara  itu,  kekerasan  membra n LSM  7310  tidak  sebanding dengan kerapatannya  yang lebih tinggi  dibandingkan  LSCF  7328  dan  LSCF  6428,  namun kekerasannya justru yang paling rendah. Kemungkinan,  hal ini dikarenakan  kondisi  membran  LSM  7310  yang  digunakan dalam  pengujian kekerasan telah mengalami  sedikit keretakan. Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  keberadaan  retakan  pada
membran  dapat menurunkan  tingkat  kekerasan  dari  membra n tersebut.
2. Pembuatan  Membran  Lapis  Ganda  CeO2/perovskit  dan NiO-CeO2/perovksit  dengan metode Dry Pressing Membran  lapis ganda hasil  sintering mengalami  delaminas i atau retak  pada bagian antarmuka  antara lapisan perovskit dan lapisan  katalis  (NiO  dan  CeO 2 ),  seperti  yang  terlihat  pada Gambar 2. Oleh karena itu, pembuatan membra n NiO-CeO 2 /LSCF dan membran NiO-CeO 2 /LSM serta CeO 2 /LSM  tidak  dilanjutkan.  Sridharan  [17]  mengatakan bahwa  delaminasi  yang  terjadi  antara  lapisan  membra n dihasilkan  dari  ketidakcocokan  muai  panas material,  sehingga uji koefisen muai  panas dilakukan.
Menurut Iqbal  dkk  [18]  ada perbedaan pola kurva  dan nila i koefisien muai  panas  yang sangat signifikan antara kurva CeO 2 dan NiO-CeO 2 dengan perovskit.  Nilai  koefisien  muai  panas LSCF  6428,  LSCF  7328,  LSM  7310,  NiO-CeO 2 ,  dan  CeO 2 secara berurutan  adalah  22,16,  9,31,  10,14,  12,21,  dan 21,11 ppm/°C. Berdasarkan  penelitian tersebut,  muai panas NiO-CeO 2 dan  CeO 2 terhadap  perovskit  adalah  sesuai  pada suhu dibawah  500  °C.  Namun,  perbedaan muai  panas antara perovskit dan CeO 2 mulai  terlihat pada suhu diatas suhu 500 °C dengan peningkatan persentase muai panas yang besar.
Sementara  itu, koefisien muai  panas NiO-CeO 2 lebih rendah dibandingkan  dengan  koefiien  muai  panas  CeO 2 .  Hasil  ini menunjukkan  bahwa  pencampuran  NiO  pada  CeO 2 dapat menurunkan  nilai  koefisien  muai  panas CeO 2 hingga hampir sesuai dengan pola muai  panas perovskit LSCF  7328  dan LSM 7310.  Walaupun tingkat  perbedaan nilai  koefisien  muai  panas membran  NiO-CeO 2 lebih  kecil  daripada  CeO 2 ,  tetapi NiO-CeO 2 memiliki  peningkatan  muai  panas  yang  sangat fluktuatif.  Kemungkinan  hal  tersebut  dikarenakan  NiO  dan CeO 2 masih  mempertahankan  struktur  kristalnya  masing - masing [18].
Dari  perbedaan  pola  kurva  muai  panas  antara  materia l penyusun lapisan katalis dan perovskit tersebut, dapat diketahui bahwa  delaminasi  terjadi  akibat  proses pemuaian  yang tidak terjadi secara bersamaan.
3. Pembuatan
Membran Lapis Ganda Perovskit-
NiO/Perovksit  dengan metode Dry Pressing Metode  pembentukan  membran  pada  lapisan  atas (katalis CeO 2 dan NiO-CeO 2 )  dimodifikasi  agar tidak terjadi keretakan akibat  perbedaan  koefisien  muai  panas perovskit  dan  katalis yang  terlalu besar.  Modifikasi ini dilakukan dengan
mencampurkan  perovskit  dan  NiO-CeO 2 atau  CeO 2 dengan perbandingan massa 1:1.  Sementara  itu, lapisan dasar membra n lapis ganda merupakan perovskit yang sejenis dengan perovskit pada lapisan atas . Perbandingan massa antara lapisan atas dan bawah adalah 7:3.
Membran  lapis  ganda  perovskit-NiO-CeO 2 /perovskit  atau perovskit-CeO 2 /perovskit  sebelum  dan  sesudah  sintering terlihat  pada  Gambar  3.  Dari  hasil  tersebut  terlihat  bahwa membran lapis ganda masih mengalami keretakan. Keretakan/delaminasi  yang masih  terjadi  menunjukkan  bahwa pencampuran perovskit-CeO 2 atau perovskit-NiO-CeO 2 dengan perbandingan  1:1 belum  dapat  mengurangi  perbedaan pemuaian yang cukup besar.
Membran  lapis  ganda  perovskit-NiO-CeO 2 /perovskit  atau perovskit-CeO 2 /perovskit  kemudian  dianalisis  sebaran unsur- unsur penyusunnya. Analisis  ini  bertujuan untuk  mengetahui distribusi unsur-unsur Ce dan Ni pada lapisan perovskit. Hasil analisis sebaran unsur dengan SEM-EDX  terlihat pada Gamb a r 4-5.  Sebaran unsur-unsur penyusun perovskit dapat dilihat telah tersebar secara merata, baik pada membra n perovskit-CeO 2 /perovskit maupun
pada membra n perovskit-NiO-CeO 2 /perovskit. Sementara untuk unsur penyusun katalis,  yakni  Ce  atau  Ni,  sebagian  besar  sudah terdistribusi pada lapisan perovskit. Namun  ada pula unsur Ce yang hanya tersebar pada lapisan atas (lapisan campuran CeO 2 dan perovskit), seperti yang terlihat pada membran  LSCF  6428 - CeO 2 /LSCF  6428  (Gambar  4  a)  dimana  unsur  Ce  yang berwarna  merah  terlihat  tidak  terdistribusi  pada  lapisan perovskit.  Sementara  itu,  unsur  Ce  pada  membran  LSCF 7328-CeO 2 /LSCF  7328  dan LSM  7310-CeO 2 /LSM  7310  yang berwarna merah dan biru secara berurutan terlihat pada Gamb a r 4  d  dan  c,  sudah  terdistribusi  ke  dalam  lapisan  p erovskit. Distribusi unsur Ce ditandai dengan anak panah merah .
Sebaran unsur Ni  dan Ce  dari  lapisan campuran  NiO-Ce O 2 dalam  membran  perovskit-NiO-CeO 2 /perovskit  terlihat  pada Gambar  5. Gambar  tersebut menunjukkan bahwa unsur Ni yang berwarna  merah  pada  membran  LSCF  6428,  oranye  pada perovskit  LSCF  7328,  dan  warna  ungu pada  perovskit  LSM 7310  tampak  telah  terdistribusi  ke  dalam  lapisan  perovskit. Distribusi unsur Ce dan Ni ditunjukkan  oleh anak panah warna merah  dan hitam,  secara berurutan.
4. Pembuatan  Membran  Lapis  Ganda  NiO-CeO 2 /Perovks it NiO-CeO 2 /Perovksit  dengan Penambahan Agen Perekat Modifikasi  pada bahan penyusun lapisan atas yakni berupa campuran perovskit dan katalis (CeO 2 atau NiO-CeO 2 )  ternyata belum  mampu  mengurangi  perbedaan  muai  panas  antara lapisan  perovskit  dan  lapisan  katalis.  Hal  ini  terbukti  dari membran  campuran  perovskit dan NiO-CeO 2 atau CeO 2 yang masih retak setelah proses sintering berlangsung .
Oleh  karena  itu dilakukan  pembuatan membran  lapis ganda dengan  bantuan perekat  (lem)  dalam  proses pelapisan  NiO - CeO 2 atau  CeO 2 pada  permukaan  membran  rapat  perovskit. Sebelum  dilakukan  pelapisan pada membran  pero vskit, serbuk NiO-CeO 2 atau  CeO 2 didispersikan  terlebih  dahulu  pada perekat, kemudian  bubur NiO-CeO 2 atau CeO 2 dilapiskan pada permukaan  membran  perovskit  tunggal  yang  sudah disinter. Perekat  yang  digunakan  adalah  amilum.  Perekat  organik  ini akan  terurai  menjadi  gas-gas  CO 2 dan  H 2 O  melalui  proses sintering. Setelah  membran  perovskit terlapisi  NiO-CeO 2 atau CeO 2 terbentuk, dilakukan  sintering pada suhu 800 °C  selama
Sebelum Sintering Setelah Sintering (a) (b) (c) Sebelum Sintering Setelah Sintering (d) (e) (f)
Gambar 6. Hasil membran perovskit terlapisi NiO-CeO 2 dan CeO 2 dengan agen perekat amilum (a) NiO-CeO 2 /LSCF6428 (b) NiO-CeO 2 /LSCF6428 (c) NiO-CeO 2 /LSCF6428  (d)  CeO 2 /LSCF6428  (e)  CeO 2 /LSCF6428  (f) CeO 2 /LSCF6428.
dua jam  dengan laju kenaikan suhu 2 °C/menit.  Pemilihan  suhu 800  °C  didasari oleh penelitian Das [19].
Membran  lapis  ganda  yang  disiapkan  dengan  bantuan perekat amilum  pada sebelum dan setelah kalsinasi dapat dilihat pada  Gambar  6.  Lapisan  NiO-CeO 2 dan  CeO 2 terlihat menempel  pada  permukaan  perovskit  rapat,  namun  retakan terjadi  pada membran  NiO-CeO 2 /LSCF  6428,  CeO 2 /perovskit LSM  7310.  Patahan tersebut dikarenakan selisih nilai  koefisien muai  panas antara  LSCF  6428  dengan NiO-CeO 2 dan  antara CeO 2 dan LSM  7310  yang sangat besar,  yaitu  16,28  ppm/°C dan 12,01  ppm/°C  (NiO-CeO 2 /LSCF  6428),  24,14  ppm/°C  dan 11,44  ppm/°C  (CeO 2 /LSM  7310)  pada rentang suhu 800-820 °C.
Selain  itu,  membran  perovskit  dengan  lapisan  NiO-Ce O 2 setelah sintering menunjukkan  perubahan warna dari  hijau  tua menjadi  hitam  pekat,  sedangkan  perubahan  warna  ini  tidak terjadi pada membran  lapis ganda CeO 2 /perovskit. Oleh  karena itu,  analisis  difraksi  sinar  X  dilakukan  pada  membra n NiO/LSCF 6428 tanpa  adanya  campuran  CeO 2 .  Hasil difraktogram  terlihat pada Gambar  7, dimana pada 2θ = 25-27° terdapat puncak  yang diberi  label unk nown . Puncak  tersebut tidak  berasal  dari  puncak  difraktogram  NiO  maupun  LSCF 6428  sehingga  dapat  diperkirakan  bahwa  puncak unk nown merupakan  puncak  fasa  lain  yang  terbentuk  dari  interaksi partikel  NiO  dan perovskit saat sintering berlangsung.

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan  dari  penelitian  ini  adalah  lapisan  CeO 2 dan NiO-CeO 2 sebagai pelapis membran  perovskit yang disiapkan dengan metode dry pressing tidak  kompatibel  sebagai pelapis membran  perovskit.  Perbedaan  muai  panas  antara  perovskit dengan  CeO 2 dan  NiO-CeO 2 tersebut  yang  menyebabkan keretakan  dan/atau  delaminasi  pada  membran  perovskit terlapisi  CeO 2 atau NiO-CeO 2 .  Lapisan  NiO-CeO 2 dan CeO 2 dapat menempel  pada membran  perovskit dengan bantuan agen perekat berupa amilum.  Namun,  hasil analisis difraksi  sinar-X menunjukkan bahwa terjadi reaksi antara NiO dengan perovskit pada membran  lapis ganda NiO-CeO 2 /perovskit  yang disiapkan dengan agen perekat.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima  kasih kepada LPPM  ITS  atas pendanaan  penelitian  ini  melalui  sekam hibah Penelitian Pemula  2017.  Penulis juga mengucapkan  terima  kasih kepada Laboratorium  Beton dan Bahan Bangunan Departemen Teknik Sipil  dan Laboratorium  Energi  ITS  atas dukungan sarana dan perlatan untuk menunjang penelitian ini
DAFTAR PUSTAKA
[1] S.  Song,  P. Zhang, X. Zhang, and M. .Han, “ Partial Oxidation of Methane  Reaction  in  Ba0.9Co0.7Fe0.2Nb0.1O3 -δ  Oxygen Permeation Membrane with Three-Layer Structure,” Int. J. Hydrogen Energy , vol. 40, pp. 10894–10901, 2015.
[2] N.  Maulidah  and  H.  Fansuri,  “ Sintesis  dan  Karakterisasi  Oksida Perovskit  La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ  (0,0≤x,y≤0,5)  Dengan  Metode Solid-State,”  in Proceedings  of  The  9  th  Joint  Conference  on Chem istry , 2010.
[3] S.  J.  Ningrum,  H.  Fansuri,  and  A.  Rosyidah,  “ Sintesis  dan Karakterisasi Oksida Perovskit La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ (0≤x,y≤0,5) dengan  Metode  Sol  Gel,”  in Prosiding  Skripsi  Sem ester  Gasal 2009/2010 , 2009.
[4] L. W. T ai, M. Nasrallah, H. Anderson, D. Sparlin, and S.  Sehlin, “Structure and Electrical Properties of La1 xSrxCo1-yFeyO3. Part 2. T he System La1 xSrxCo0.2Fe0.8O3,” Solid State Ionics , vol. 76, pp. 273–283, 1995.
[5] A. A. Asadi, A. Behrouzifar, M. Iravaninia, T . Mohammadi, and A. Pak, “Preparation and Oxygen Permeation of La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3−δ  (LSCF)  Perovskite-Type  Membranes: Experimental  Study  and  Mathematical  Modeling,”  Industrial  dan Engineering Chemistry Research,” Ind. dan Eng. Chem. Res. , vol. 51, p. 3069−3080, 2012.
[6] X. T an, N. Liu, B. Meng, J. Sunarso, K. Zhang, and S. Liu, “ Oxygen Permeation  Behavior  of  La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3  Hollow  Fibre Membranes With Highly Concentrated CO2 Exposure,” J. Memb. Sci. , vol. 389, pp. 216–222, 2012.
[7] F. Schulze-Küppers, S. Baumann, F. Tietz, H. Bouwmeester, and W. Meulenberg, “T owards T he Fabrication of La0.98 xSrxCo0.2Fe0.8O3-δ Perovskite-type Oxygen T ransport Membranes,” J. Eur. Ceram. Soc. , vol. 34, no. 15, pp. 3741–3748, 2014.
[8] X.  Zhu  and  W.  Yang,  “ Composite  Membrane  Based  on  Ionic Conductor and Mixed Conductor for Oxygen Permeation,” AIChE J. , vol. 54, no. 3, pp. 665–672, 2008.
[9] H. Wei, Y. Cao, W. Ji, and C. Au, “ Lattice Oxygen of La1 xSrxMO3 (M = Mn, Ni) and LaMnO3-αFβ Perovskite Oxides for The Partial Oxidation of Methane to Synthesis Gas,” Catal. Commun. , vol. 9, pp. 2509–2514, 2008.
[10] H. Cheng, X. Lu, D. Hu, Y. Zhang, W. Ding, and H. Zhao, “Hydrogen Production  by  Catalytic  Partial  Oxidation  of  Coke  Oven  Gas  in BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ Membranes With Surface Modification,” Int. J. Hydrog. Energy , vol. 36, pp. 528–538, 2011.
[11] V.  Choque,  P.  R.  D.  L.  Piscina,  D.  Molyneux,  and  N.  Homs, “Ruthenium Supported on New TiO2–ZrO2 Systems as Catalysts for T he Partial Oxidation of Methane,” Catal. Today , vol. 149, pp. 248– 253, 2010.
[12] Y. J. Asencios, P. A. Nascente, and E. M. Assaf, “ Partial Oxidation of Methane on NiO-MgO-ZrO2 Catalysts,” Fuel , vol. 97, pp. 630– 637, 2012.
[13] B.  Bulfin, K. Keogh, B. Murphy, O. Lubben, S. Krasnikov, and I. Shvets, “ Analytical Model of CeO2 Oxidation and Reduction,” J.
Phys. Chem . , vol. 117, pp. 24129–24137, 2013.
[14] A. P. York, T. Xiao, and M. L. Green, “Brief Overview of The Partial Oxidation of Methane to Synthesis Gas,” Top. Catal. , vol. 22, pp. 3– 4, 2003.
[15] A.  Möbius  and  T .  M.  D.  Henriques,  “ Sintering  Behaviour  of La1−xSrxCo0.2Fe0.8O3−δ  (0.3  ≤  x  ≤  0.8)  Mixed  Conducting Materials,” J. Eur. Ceram. Soc. , vol. 29, pp. 2831–2839, 2009.
[16] H.  Setiawati  and  S.  Ilmiah,  “ Investigasi  sifat  fisik  dan  Mekanik Sistem  Perovskit  La1-xSrxCo0,8Fe0,2O3-δ  (x=0,0  0,4)  Sebagai Membran Keramik Rapat Penghantar Ion Oksigen,” in Prosiding
Sem inar Nasional Kimia dan Pendidikan Kim ia (SNKPK) , 2011, pp.
320–329. [17] S.  Sridharan, Delam ination  behaviour  of  com posite .  Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2008.
[18]
R. I. Iqbal et al. , “ T he Compatibility of NiO, CeO2, and NiO-CeO2 as a Coating on
La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3−δ, La0.7Sr0.3Co0.2Fe0.8O3−δ, La0.7Sr0.3MnO3±δ Ceramic
Membranes and T heir Mechanical Properties,” ICAMST , 2017.
[19] S.  Das,  “Study  of  Decomposition Behaviour of Binders  and  The Effect of Binder Type on Strength and Density of Alumina Samples,” National Institute of Technology, 2011.
Gambar 7. Analisis difraksi sinar X membran NiO/LSCF 6428.