Saran - KESIMPULAN DAN SARAN - Pengaruh Variasi Jumlah Kitosan Terhadap Karakterisasi Solid Pol

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.2 Saran

Beberapa saran yang bisa diberikan untuk penelitian selanjutnya guna mendapatkan hasil yang lebih optimal adalah sebagai berikut:

1. Dilakukan pengujian SPE terhadap pengaruh kenaikan suhu untuk mengetahui pengaruh konduktivitas ionik akibat perubahan suhu.

2. Menggunakan jenis natrium yang berbeda namun masih dalam rentang harga yang murah dan terjangkau dengan tetap memperhatikan jari-jari anion nya.

3. Memvariasikan jumlah sorbitol atau asam asetat dengan fiksasi jumlah kitosan paling optimal dari penelitian ini.

4. Pengeringan sampel dilakukan menggunakan oven dalam keadaan vakum dan tidak dibiarkan pada udara terbuka supaya sampel tidak terkontaminasi udara luar ataupun kontaminan yang lainnya.

5. Pengujian SEM dilakukan saat sampel masih fresh agar struktur SPE bisa lebih terlihat secara jelas dan tidak terkontaminasi.

Universitas Pertamina - 52

DAFTAR PUSTAKA

Anam, C., Sirojudin, & Firdausi, K. S. (2007). Analisis Gugus Fungsi Pada Sampel Uji Bensin dan Spiritus Menggunakan Metode Spektroskopi FTIR. Berkala Fisika, 10(1), 79-85. Asnin, S. N., Wahab, Permana, D., Ahmad, L. O., Sabarwati, S. H., & Ramadhan, L. O. (2016).

Conductivity Improvement of Chitosan Membranes through Modification with Lithium for Lithium Polymer Battery Application. International Journal of Chemistry

and Chemical Engineering Systems, 1, 65-69.

ASTM D 1882 - 99. (2013). Standard Test Method for Tensile-Impact Energy to Break Plastics

and Electrical Insulating Materials. Unied States: ASTM International.

Aziz, S. B., Abdullah, O. G., Rasheed, M. A., & Ahmed, H. M. (2017). Effect of High Salt

Concentration (HSC) on Structural, Morphological, and Electrical Characteristics of Chitosan Based Solid Polymer Electrolytes. Polymers, 1-19.

Badan Pusat Statistik. (2018). Statistik Sumber Daya Laut Dan Pesisir 2018. Jakarta: Badan Pusat Statistik.

Bastaman, S. (1989). Studies on Degradetion and Extraction of Chitin and Chitosan from Prawn

Shells. England: The Queen University.

Brück, W. M., Slater, J. W., & Carney, B. F. (2011). Chitin and Chitosan from Marine Organisms. In S.-K. Kim, Chitin, Chitosan, Oligosaccharides and Their Derivatives (pp. 11-19). Boca Raton: CRC Press.

Callister, W. D. (2007). Material Science and Engineering an Introduction 7th. United States: Wiley & Sons, Inc.

CNRS. (2020, January 20). Start-up Aims at Producing Sodium-Ion Batteries. Retrieved from CNRS: https://phys.org/news/2017-11-start-up-aims-sodium-ion-batteries Eshetu, G. G., Elia, G. A., Armand, M., Forsyth, M., Komaba, S., Rojo, T., & Passerini, S. (2020).

Electrolytes and Interphases in Sodium-Based Rechargeable Batteries: Recent Advances and Perspectives. Advanced Energy Materials, 1-41.

Gyliene, O., Razmute, I., Tarozaite, R., & Nivinskiene, O. (2003). Chemical Composition and Sorption Properties of Chitosan Produced from Fly Larva Shells. Chemija , 121-127. Hartono, I. (2018). Pengaruh Plasticizer Sorbitol Pada Elektrolit Padat Berbasis. Tangerang:

Universitas Surya.

Harun, N. I., Ali, R. M., Ali, A. M., & Yahya, M. Z. (2011). Conductivity Studies on Cellulose Acetate–Conductivity Studies on Cellulose Acetate–Electrolytes. Materials Research

Innovations, 15(2), 172.

Hwang, J.-Y., Myung, S.-T., & Sun, Y.-K. (2017). Sodium-ion batteries: present and future.

Universitas Pertamina - 53 Jodi, H., Syahrial, A. Z., Sudaryanto, & Kartini, E. (2017). Syntensis and Electrochemical

Characterization of New Li2O-P2O5 Compounds for Solid Electrolytes. International

Journal of Technology, 8, 1516-1524.

Jodi, H., Zulfia, A., Deswita, & Kartini, E. (2016). A Study of The Structural and Electrochemical Properti of Li3PO4-MMT-PVDF Composites for Solid Electrolyte. International Journal

of Technology, 7(8), 1117-1126.

Kim, J. Y., & Kim, S. H. (1999). Ionic Conduction Behavior of Network Polymer Electrolytes Based on Phosphate and Polyether Copolymers. Solid State Ionics, 124, 91-99. KKP. (2015, Desember 25). Limbah Kitin yang Bernilai Tambah. Retrieved from Kementrian

Kelautan dan Perikanan: https://news.kkp.go.id/index.php/limbah-kitin-yang-bernilai-tambah/

Linden, D., & Reddy, T. B. (2002). Handbook of Batteries Third Edition. New York: McGraw-Hill.

Liu, H., Adhikari, R., Guo, K., & Adhikaru, B. (2013). Preparation and Characterization of Glycerol Plasticized (High-Amylose) Starch-Chitosan Film. Journal of Food

Engineering, 588-597.

Matsusada. (2020, September 15). What Happens Inside The Rechargeable Battery During

Charging and Discharging? Retrieved from Matsusad Precision:

https://www.matsusada.com/column/secondary-battery.html

Mauricio-Sanchez, R. A., Salazar, R., Luna-Barcenas, J. G., & Mendoza-Galvan, A. (2017). FTIR Spectroscopy Studies on The Spontaneous Neutralization of Chitosan Acetate Films by Moisture Conditioning. Vibrational Spectroscopy, 1-18.

Mukherjee, S., Mujib, S. B., Soares, D., & Singh, G. (2019, Juni 17). Electrode Materials for High-Performance Sodium-Ion Batteries. Materials (Basel), 19-52.

Ni’mah, Y. L., Cheng, M.-Y., Cheng, J. H., Rick, J., & Bing-Joe. (2014). Solid-State Polymer Nanocomposite Electrolyte of TiO2/PEO/NaClO4 for Sodium Ion. Journal of Power, 5-25.

Pan, H., Hu, Y.-S., & Chen, L. (2013). Room-Temperature Stationary Sodium-Ion Batteries for Large-Scale Electric Energy Storage. Energy & Enviromental Science, 2338-2360. Paweka, Y. M. (2017). Analisis Natrium dalam Air Laut Di Sekitar Pesisir Pantai. IJAS, 7(2),

19-24.

Pazoki, M., Cappel, U. B., Johansson, E. M., Hagfeldt, A., & Boschloo, G. (2016). Characterization Techniques for Dye-Sentized Solar Cells. Energy and Environmental Science, 672-709. Prihandoko, B. (2008). Pemanfaatan Soda Lime Silica Dalam Pembuatan Komposit Elektrolit

Baterai Lithium. Jakarta: Universitas Indonesia.

Universitas Pertamina - 54

Tjiwi Kimia Mojokerto Pada Baterai Ion Natrium. Surabaya: Departemen Kimia Institut

Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Rudola, A. (2019, November 15). Can Sodium-ion Batteries Propel the Future of Clean

Transportation. Retrieved from Electric Vehicle Ecosystem | Industry Observer:

https://evreporter.com/sodium-ion-batteries/

Saleh, I. M., Ruyter, I. E., Nat, D. R., Philos, D., Haapasalo, M. P., & Ørstavik, D. (2003). Adhesion of Endodontic Sealers: Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive

Spectroscopy. Journal of Endodontics, 29(9), 595-601.

Sanjaya, I. G., & Puspita, T. (2012). Pengaruh Penambahan Khitosan dan Plasticizer Gliserol

pada Karakteristik Plastik Biodegradable dari Pati Limbah Kulit Singkong. Surabaya:

Karya Tulis Laboratorium Pengolahan Limbah Industri Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS. Saujanya, C., & Radhakrishnan, S. (2001). Structure Development and Crystallization Behavior

of PP/nanoparticulate Composite. Polymer, 42, 6723-6731.

Sequeira, C. A., & Santos, D. M. (2010). Polymer Electrolytes: Fundamentals and Applications. Cambridge: Woodhead Publishing.

Setiabudi, A., Hardian, R., & Mudzakir, A. (2012). Karakterisasi Material: Prinsip dan

Aplikasinya dalam Penelitian Kimia. Bandung: UPI PRESS.

Setiawan, H., Faizal, R., & Amrullah, A. (2015). Penentuan Kondisi Optimum Modifikasi Konsentrasi Plasticizer Sorbitol PVA Pada Sintesa Plastik Biodegradable Berbahan Dasar Pati Sorgum dan Chitosan Limbah Kulit Udang. Jurnal Sains dan Teknologi

Unnes, 3(1), 29-38.

Setyaningum, L., Sumarni, W., & Widiarti, N. (2015). Elektrolit Polimer Kitosan/PVA Sebagai

Energi Alternatif batu Baterai. Semarang: Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang.

Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2007). Principles of Instrumental Analysis. Canada: Thomson Brooks/Cole.

Smith, R. (2005). Biodegradable Polymers for Industrial Application. England: Woodhead Publsihing.

Subban, R. H., Arof, A., & Radhakrisna, S. (1999). Polymer Batteries with Chitosan Electrolyte Mixed with Sodium Percholrate. Material Science and Engineering, B38, 156-160. Sudaryanto, Yulianti, E., Dimyati, A., & Jodi, H. (2012). Pengembangan Elektolit Padat Berbasis

Kitosan Untuk Baterai Kendaraan Listrik. Tangerang: Pusat Teknologi Bahan Industri

Nuklir.

Taib, N. U., & Idris, N. H. (2014). Plastic Crystal–Solid Biopolymer Electrolytes for Rechargeable Lithium Batteries. Journal of Membrane Science, 149-154.

Vishakha S., K., Kishor D., B., & Sudha S., R. (2012). Natural Polymers – A Comprehensive Review. International Journal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences,

Universitas Pertamina - 55

3, 1597-1613.

Wardhani, A. S. (2017). Studi Konduktivitas Solid Polymer Electrolyte (SPE) PEO (Poly Ethylene

Oxide) - LiClO4 (Lithium Perchlorate) Dengan Fly Ash dari PT. Tjiwi Kimia Sidoarjo.

Surabaya: Departemen Kimia FMIPA ITS.

Widowati, H. (2020, January 14). Natrium-Ion: Sumber Energi Alternatif untuk Mobil Listrik

Indonesia. Retrieved from Kata Data:

https://katadata.co.id/berita/2019/11/08/natrium-ionsumber-energi-alternatif-untuk-mobil-listrik-indonesia/

Wiyarsi, A., & Priyambodo, E. (2011). Pengaruh Konsentrasi Kitosan dari Cangkang Udang

Terhadap Efisiensi Penyerapan Logam Berat. Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Kimia

FMIPA UNY.

Yahya, M. Z., & Arof, A. K. (2002). Effect of Oleic Acid Plasticizer on Chitosan–lithium Acetate Solid Polymer Electrolytes. European Polymer Journal, 39, 897-902.

Yang, J., Zhang, H., Zhou, Q., Qu, H., Dong, T., Zhang, M., . . . Cui, G. (2019). Safety-Enhanced Polymer Electrolytes for Sodium Batteries: Recent Progress and Perspectives.

American Chemical Society, 17109−17127.

Yulianti, E., & Sudaryanto. (2014). The Effect of Plasticizer Addition to Solid Polymer Electrolyte Based on Chitosan Monmorillonite Nanocoposite. Lorong Bakar Batu,

Research Publisher, 590-599.

Yulianti, E., Luthfiah, D., & Sudaryanto. (2017). Optimalisasi Konduktivitas Ionik Elektrolit Polimer Berbasis Komposit Kitosanzirkonia/Litium Perklorat Dengan Penambahan Gliserol. Jurnal Kimia dan Kemasan, 39(1), 1-8.

Yulianti, E., Saputra, R. D., Sudaryanto, Jodi, H., & Salam, R. (2013). Pembuatan Bahan Polimer Elektrolit Padat Berbasis Nanokomposit Kitosan Montmorillonite Untuk Aplikasi Baterai. Jurnal Kimia Keemasan, 35(2), 77-83.

Yulianti, E., Sudaryanto, & Ginting, J. (2015). Pengaruh Penambahan Garam-garam Lithium Terhadap Sifat Elektrolit Polimer Berbasis Kitosan. Jurnal Sains Materi Indonesia, 133-138.

Yusof, Y. M., Illias, H., Shukur, M., & Kadir, M. F. (2016). Characterization of Starch-chitosan Blend-based Electrolyte Doped with Ammonium Iodide for Application in Proton Batteries. Ionics, 681-697.

Yuspandi, F. (2020, Januari 14). Mengenal Baterai Natrium Ion dan Potensinya di Masa Depan. Retrieved from Warung Sains dan Teknologi:

Universitas Pertamina - 57

Nama Mahasiswa : Irvan Daniansyah NIM : 102216060

Nama Pembimbing : Sylvia Ayu Pradanawati, Ph. D NIP : 119031

Bimbingan Tugas Akhir

Universitas Pertamina - 63

LAMPIRAN

A. Desain Teflon Rod dan Teflon Casting Uji Tarik

Gambar A.1 Desain Teflon Rod Untuk Pengujian EIS

Universitas Pertamina - 64

B. Skema Pembuatan Sintesis Solid Polymer Electrolyte (SPE)

Gambar B.1 Skema Pembuatan Solid Polymer Electrolyte (SPE)

Natrium Sulfit (Na2SO3) 40% (b/b) Sorbitol 40% (b/b) Kitosan: 0.25 gram Kitosan: 0.5

gram ^{Kitosan: 0.75}_gram ^{Kitosan: 1}_gram ^{Kitosan: 1.25}_gram

Asam Asetat 5% 10 mL

Dimasukkan ke dalam botol vial 25 mL

Diaduk menggunakan magnetic stirrer pada suhu ruang selama 3 jam

Larutan Homogen Kental

Dituangkan ke dalam teflon casting

Diamkan dalam suhu ruang hingga terbentuk film tipis (2-3 hari)

Universitas Pertamina - 65

C. Perhitungan

C.1 Berat Bahan Penyusun SPE

Kitosan : 0.25 gram

Natrium Sulfit : 0.25 gram x 40% = 0.1 gram Sorbitol : 0.25 gram x 40% = 0.1 gram

Untuk sampel SPE dengan berat kitosan lainnya, dilakukan perhitungan dengan cara yang sama sehingga dihasilkan data seperti pada tabel di bawah ini.

Tabel C.1 Komposisi Berat Bahan Penyusun SPE

Berat Kitosan Berat Natrium Sulfit Berat Sorbitol

0.25 gram 0.1 gram 0.1 gram

0.5 gram 0.2 gram 0.2 gram

.75

gram 0.3 gram 0.3 gram

1 gram 0.4 gram 0.4 gram

1.25 gram 0.5 gram 0.5 gram

C.2 Konduktivitas Ionik

Persamaan untuk mencari nilai konduktivitas ionik:

𝜎 = ^𝑙

𝐴 𝑥 𝑅_𝑏

Tebal sampel (l) diketahui dari hasil pengukuran mikrometer sekrup digital, sementara luas sampel (A) dihitung dengan persamaan lingkaran dikarenakan bentuk SPE yang disintesis berbentuk film lingkaran. Dikarenakan SPE memiliki diameter 2 cm, maka perhitungannya menjadi seperti berikut.

𝐴 = 𝜋 𝑥 𝑟² 𝐴 = 𝜋 𝑥 1² 𝐴 = 3.14 𝑐𝑚²

Nilai resistensi bulk (Rb) didapatkan dari hasil perpotongan daerah setengah lingkaran

(semicircle) dengan sumbu Z real, sehingga untuk mengetahui nilai konduktivitas ionik

bisa langsung dimasukkan ke persamaan awal. Data lengkap hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Universitas Pertamina - 66 Tabel C.2.1 Nilai Konduktivitas Ionik Sampel SPE Pada Room Temperature

Sampel Tebal (mm) Rb (𝛀) 𝝈 (S cm-1) SPE 0.25 0.209 4043 1.645 x 10-6 SPE 0.5 0.316 199880 5.498 x 10-8 SPE 0.75 0.663 14411 1.489 x 10-6 SPE 1 0.320 24008 4.243 x 10-7 SPE 1.25 1.001 5339 5.968 x 10-6

C.3 Nilai Kuat

Tarik (𝝈)

Nilai kuat tarik yang dihasilkan melalui pengujian Ultimate Machine Testing (UTM) masih dalam satuan Newton. Oleh karena itu agar satuan sesuai dengan Satuan Internasional (SI) maka harus diubah menjadi MPa. Caranya yaitu dengan membagi beban maksimum (F) yang satuannya Newton dengan luas penampang sampel (A). Dari gambar A.2 diambil lebar daerah separation (l) sebesar 3.15 mm, sementara ketebalan sampel (t) diukur menggunakan mikrometer sekrup digital. Dengan persamaan 2.1 maka nilai kuat tarik untuk masing-masing sampel dapat di hitung. Berikut adalah salah satu contoh perhitungan untuk sampel SPE dengan kandungan kitosan 0.25 gram.

𝐴 = 𝑙 𝑥 𝑡 𝐴 = 3.15 𝑥 0.220

𝐴 = 0.693 𝑚𝑚²

Sehingga nilai kuat tariknya menjadi:

𝜎 =^𝐹 𝐴 𝜎 = ^{0.790 𝑁}

0.693 𝑚𝑚2

𝜎 = 1.140 MPa

Cara yang sama dilakukan untuk sampel SPE yang lainnya sehingga didapatkan nilai kuat Tarik seperti tabel di bawah ini.

Universitas Pertamina - 67 Tabel C.3 Nilai Kuat Tarik (𝜎) Untuk Masing-Masing SPE.

Sampel Tebal Luas Gaya (N) Kuat Tarik (𝝈) Rata-rata

SPE 0.25 0.220 mm 0.693 mm 0.790 N 1.140 MPa 1.080 MPa 0.706 N 1.109 MPa - - SPE 0.5 0.316 mm 0.995 mm 1.06 N 1.065 MPa 1.390 MPa 1.62 N 1.627 MPa 1.47 N 1.477 MPa SPE 0.75 0.663 mm 2.089 mm 1.52 N 0.728 MPa 0.561 MPa 1.42 N 0.680 MPa 0.574 N 0.275 MPa SPE 1 1.220 mm 3.843 mm 2.42 N 0.630 MPa 0.788 MPa 3.21 N 0.835 MPa 3.46 N 0.900 MPa SPE 1.25 1.450 mm 4.657 mm 2.01 N 0.440 MPa 0.482 MPa 2.87 N 0.628 MPa 1.73 N 0.379 MPa

Universitas Pertamina - 68

D. Hasil Karakterisai XRD

Gambar D.1 Hasil Difraksi Sinar X Na2SO

Universitas Pertamina - 69

Tabel D.1 Hasil Search and Match Puncak Na

SO

Menggunakan Software Match! 3

Universitas Pertamina - 70

Universitas Pertamina - 71

Universitas Pertamina - 72

Gambar D.3 Hasil Difraksi Sinar X Kitosan-Sorbitol-Asam Asetat

Gambar D.4 Hasil Difraksi Sinar X SPE Dengan Kandungan Kitosan 0.25 Gram

Universitas Pertamina - 73

Gambar D.6 Hasil Difraksi Sinar X SPE Dengan Kandungan Kitosan 0.75 Gram

Gambar D.7 Hasil Difraksi Sinar X SPE Dengan Kandungan Kitosan 1 Gram

Universitas Pertamina - 74

E. Hasil Karterisasi FTIR

Gambar E.1 Hasil Karakterisasi FTIR Kitosan Murni

Universitas Pertamina - 75

Gambar E.3 Hasil Karakterisasi FTIR Na2SO

Universitas Pertamina - 76

Gambar E.5 Hasil Karakterisasi FTIR SPE Dengan Kandungan Kitosan 0.5 Gram

Universitas Pertamina - 77

Gambar E.7 Hasil Karakterisasi FTIR SPE Dengan Kandungan Kitosan 1 Gram

Universitas Pertamina - 78

F. Grafik Perpotongan Daerah Semicircle Dengan Impednsi Real

Pada EIS

Universitas Pertamina - 79

Gambar F.1 Hasil Perpotongan Daerah Semicircle Dengan Impedensi Real Pada SPE

Dengan Kandungan Kitosan: (a) 0.25 gram, (b) 0.5 gram, (c) 0.75 gram, (d) 1 gram,

dan (e) 1.25 Gram di Room Temperature.

Universitas Pertamina - 80

G. Grafik Beban Maksimum (N) vs Elongasi (%) Hasil Uji Tarik

Gambar G.1 Grafik Beban Maksimum (N) vs Elongasi (%) Pada SPE dengan

Kandungan Kitosan 0.25 gram.

Gambar G.2 Grafik Beban Maksimum (N) vs Elongasi (%) Pada SPE dengan

Universitas Pertamina - 81

Gambar G.3 Grafik Beban Maksimum (N) vs Elongasi (%) Pada SPE dengan

Kandungan Kitosan 0.75 gram.

Gambar G.4 Grafik Beban Maksimum (N) vs Elongasi (%) Pada SPE dengan

Universitas Pertamina - 82

Gambar G.5 Grafik Beban Maksimum (N) vs Elongasi (%) Pada SPE dengan

Dalam dokumen Pengaruh Variasi Jumlah Kitosan Terhadap Karakterisasi Solid Polymer Electrolyte (SPE) Berbasis Natrium Sulfit (Na2SO3) Pada Baterai Natrium-Ion (Halaman 65-97)