Mahasiswa Program Magister Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin dan Industri (DTMI) UGM, Kadek Wahyudi, melaksanakan ujian tesis pada Jumat (09/01) dengan mengangkat riset inovatif di bidang material fungsional untuk pembangkit listrik panas bumi. Penelitian berjudul “Pengembangan dan Optimasi Pelapisan Nanocomposites Epoksi/SiO₂/TiO₂ untuk Pengendalian Silica Scaling dan Ketahanan Panas pada Aplikasi Perpipaan Geothermal” ini menawarkan solusi teknis terhadap permasalahan silica scaling yang selama ini menjadi hambatan utama dalam sistem perpipaan geothermal power plant.
Fenomena silica scaling pada sistem perpipaan dan heat exchanger diketahui dapat menurunkan efisiensi termal, mempercepat korosi, serta meningkatkan biaya operasi pembangkit. Studi kasus pada PLTP Dieng menunjukkan bahwa konsentrasi silika yang melebihi 1000 ppm berpotensi menimbulkan gangguan operasional serius. Menjawab tantangan tersebut, penelitian ini mengusulkan pengembangan nanocomposite coating berbasis matriks epoksi yang diperkuat nanopartikel silicon dioxide (SiO₂) dan titanium dioxide (TiO₂) guna meningkatkan stabilitas termokimia dan sifat hidrofobis permukaan logam.
Proses sintesis pelapis dilakukan melalui functionalization permukaan nanopartikel dan pendispersian homogen ke dalam resin epoksi. Aplikasi pelapisan pada substrat logam dioptimalkan menggunakan teknik spray coating dengan pengendalian parameter operasional secara presisi. Komposisi nanofiller SiO₂ dan TiO₂ divariasikan secara sistematis menggunakan pendekatan mixture design of experiment untuk memperoleh formulasi optimal. Kinerja pelapis kemudian dievaluasi melalui pengujian sifat mekanis, stabilitas termal, ketahanan kimia, serta analisis morfologi dan sifat permukaan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pelapisan nanocomposite epoksi/SiO₂/TiO₂ secara signifikan mampu menekan laju deposisi silika melalui mekanisme sinergis antara peningkatan hidrofobisitas permukaan dan optimasi morfologi. Nilai water contact angle (WCA) meningkat dari 93,2° menjadi 143,47°, disertai kekasaran permukaan rendah dengan nilai Ra sebesar 10,152 nm. Formulasi optimal juga menunjukkan peningkatan sifat mekanis yang ditandai oleh kekuatan adhesi mencapai 6,83 MPa dan kekerasan 82,17 Shore D, serta stabilitas termal yang unggul berdasarkan hasil thermogravimetric analysis (TGA). Temuan ini membuktikan bahwa pelapis yang dikembangkan berpotensi diaplikasikan secara praktis untuk mitigasi silica scaling pada sistem perpipaan geothermal.
Kontributor: Andhes Puspitalina, S.Hut.
Penyusun: Gusti Purbo Darpitojati, S.I.Kom.
