Optimasi dan Karakterisasi Membran Kitosan Tersulfonasi Untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell (DMFC)

Abstract

Nilai konduktivitas proton yang masih rendah dalam penggunaan kitosan sebagai membran untuk aplikasi DMFC merupakan suatu kekurangan yang harus diatasi. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengatasinya adalah dengan menyisipkan gugus polar pada kitosan sehingga dapat meningkatkan konduktivitas proton serta menurunkan permeabilitas metanolnya. Sulfonasi menggunakan asam sulfat dilakukan untuk memodifikasi membran kitosan melalui pengadukan selama 24 jam menggunakan variasi konsentrasi asam sulfat dan variasi suhu sulfonasi. Kitosan tersulfonasi yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan Spektrofotometer Fourier Transform Infrared (FTIR). Nilai konduktivitas proton tertinggi kitosan tersulfonasi diperoleh pada konsentrasi H2SO4 3 M yaitu sebesar 0,1153 S.cm-1 sehingga konsentrasi ini digunakan untuk variasi suhu sulfonasi. Suhu sulfonasi dimulai dari 35oC, 45oC, 55oC, dan 65oC yang kemudian disebut KS-35, KS-45, KS-55, dan KS-65 sehingga diperoleh kondisi optimum. Kenaikan suhu menunjukkan kecenderungan penurunan nilai konduktivitas proton kitosan tersulfonasi dengan nilai maksimum untuk KS-35 yaitu sebesar 0,8666 S.cm-1. Hasil uji permeabilitas metanol menunjukkan bahwa kenaikan suhu sulfonasi sampai 55oC dapat menurunkan permeabilitas metanol sampai 5,54 x 10-7 cm2.s-1. Perhitungan koefisien selektifitas diketahui bahwa KS-45 menunjukkan selektifitas terbaik dengan nilai 1,21 x 106 S.cm-3.Berdasarkan data di atas dapat disimpulkan bahwa membran kitosan tersulfonasi merupakan kandidat yang baik untuk digunakan sebagai membran polimer dalam DMFC.