Zirkonia, juga dikenal sebagai zirkonium dioksida (ZrO2), menunjukkan sifat listrik unik yang bervariasi bergantung pada struktur kristal dan dopannya. Dalam bentuknya yang murni, zirkonia umumnya dianggap sebagai isolator, artinya tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik. Hal ini karena struktur kristal zirkonia murni stabil dalam bentuk kubik pada suhu tinggi, dan material tersebut kekurangan elektron bebas atau pembawa muatan bergerak yang diperlukan untuk konduktivitas listrik.
Konduktivitas Ion Oksigen
Namun, zirkonia dapat mengalami transformasi fasa pada suhu yang lebih rendah, biasanya sekitar 1.170 derajat Celcius, yang menghasilkan struktur kristal tetragonal. Transformasi ini menginduksi kekosongan oksigen dalam kisi, menciptakan kekosongan ion oksigen yang dapat bertindak sebagai pembawa muatan. Konduktivitas ion oksigen ini signifikan dan menjadikan zirkonia terstabilkan sebagian (PSZ) sebagai konduktor ion oksigen yang terkenal. PSZ umumnya digunakan sebagai bahan elektrolit pada sel bahan bakar oksida padat (SOFC) dan sensor oksigen.
Konduktivitas Elektronik
Selain konduktivitas ion oksigen, zirkonia juga dapat menunjukkan konduktivitas elektronik ketika dopan tertentu dimasukkan ke dalam strukturnya. Zirkonia yang distabilkan yttria (YSZ), di mana yttrium oksida (Y2O3) ditambahkan ke zirkonia, adalah contoh penting. YSZ banyak digunakan sebagai elektrolit dalam sel bahan bakar suhu tinggi, seperti sel bahan bakar oksida padat. Penambahan yttrium menstabilkan fase kubik pada suhu kamar, memungkinkan konduktivitas ionik dan elektronik yang tinggi.
Singkatnya, sifat listrik zirkonia dapat dimodifikasi dengan memasukkan dopan atau dengan memberikannya pada kondisi tertentu, sehingga menghasilkan tingkat konduktivitas listrik yang berbeda. Kemampuannya dalam mengontrol konduktivitasnya menjadikan zirkonia sebagai bahan serbaguna yang dapat diaplikasikan di berbagai perangkat elektronik dan elektrokimia.
