Keberadaan fly ash dari limbah batu bara dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku sintesis ZSM-5. Pada penelitian ini bertujuan untuk mensintesis ZSM-5 dari fly ash yang teremban logam CuO dan MgO untuk reaksi konversi syngas menjadi dimetil eter (DME). Fly ash dimurnikan dengan asam klorida selama 2 jam dan ditemukan kandungan SiO2 sebesar 96,1 %. Sintesis ZSM-5 dari fly ash dilakukan menggunakan reaktor hidrotermal pada suhu 180 oC selama 48 jam dengan tekanan 3 bar. Selanjutnya ZSM-5 yang dihasilkan diimpregnasi dengan logam CuO dan MgO dan dikarakterisasi menggunakan XRF dan XRD. Adapun uji kinerja katalitik reaksi konversi syngas menjadi DME dilakukan dalam reaktor dengan gas hidrogen selama 2 jam pada suhu 400 oC. Hasil analisis XRF menunjukkan bahwa komponen penyusun ZSM-5 yang utama yaitu SiO2 sebesar 95,9 %, sedangkan dari analisis XRD ZSM-5 memiliki kesamaan dengan standar ICSD 40926. Pengembanan logam CuO dan MgO kedalam ZSM-5 tidak merubah struktur ZSM-5. Katalis Bifungsional CuO-MgO/ZSM-5 mampu meningkatkan aktivitas katalitik ZSM-5 dengan menghasilkan konversi CO sebesar 11,22 % dan selektivitas DME sebesar 100 %.