• Tidak ada hasil yang ditemukan

Membran Komposit Kitosan-Zeolit untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Membran Komposit Kitosan-Zeolit untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell"

Copied!
27
0
0

Teks penuh

(1)

 

MEMBRAN KOMPOSIT KITOSAN-ZEOLIT UNTUK

APLIKASI

DIRECT METHANOL FUEL CELL

ARIE SULISTYONO PUTRO

 

 

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)
(3)

 

 

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Membran Komposit Kitosan-Zeolit untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

 

Bogor, Desember 2012

   

(4)
(5)

 

 

ABSTRAK

ARIE SULISTYONO PUTRO. Membran Komposit Kitosan-Zeolit untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell. Dibimbing oleh SRI MULIJANI dan ARMI WULANAWATI.

Direct methanol fuel cell (DMFC) merupakan sel bahan bakar yang memanfaatkan metanol sebagai sumber bahan bakar. Membran elektrolit yang digunakan dalam sistem DMFC pada penelitian ini adalah membran komposit kitosan-zeolit. Sintesis membran komposit dilakukan dengan variasi komposisi kitosan-zeolit 1:1, 1:2, 1:3, dan 2:1. Membran yang dihasilkan dianalisis dengan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) dan mikroskop elektron pemayaran serta dianalisis bobot jenisnya. Kinerja membran diuji dengan methanol uptake, permeabilitas metanol, konduktivitas, dan beda potensial dalam sistem DMFC. Spektrum FTIR tidak menunjukkan terbentuknya gugus fungsi baru yang menyatakan bahwa membran komposit merupakan hasil pencampuran secara fisik. Analisis morfologi menunjukkan bahwa membran tersebut nonpori. Membran komposit kitosan-zeolit 1:3 memiliki bobot jenis dan methanol uptake terbesar, berturut-turut 1.4226 g/mL dan 41.44%. Konduktivitas proton terbesar ditunjukkan oleh membran komposit kitosan-zeolit 1:2, yaitu 7.2946 × 10-7 S/cm. Berdasarkan hasil penelitian ini, membran komposit kitosan-zeolit dapat diaplikasikan dalam sistem DMFC.

Kata kunci: kitosan, komposit, sel bahan bakar, zeolit

ABSTRACT

ARIE SULISTYONO PUTRO. Chitosan-Zeolite Composite Membrane for Direct Methanol Fuel Cell Application. Supervised by SRI MULIJANI and ARMI WULANAWATI.

(6)
(7)

 

 

MEMBRAN KOMPOSIT KITOSAN-ZEOLIT UNTUK

APLIKASI

DIRECT METHANOL FUEL CELL

ARIE SULISTYONO PUTRO

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada

Departemen Kimia  

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(8)
(9)

 

Judul Skripsi : Membran Komposit Kitosan-Zeolit untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell

Nama : Arie Sulistyono Putro

NIM : G44104031

Disetujui oleh

Dr Sri Mulijani, MS Pembimbing I

Armi Wulanawati, SSi, MSi Pembimbing II

Diketahui oleh

     

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen Kimia

           

(10)
(11)

 

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilakukan dari bulan April sampai September 2012 bertempat di Laboratorium Kimia Fisik dan Lingkungan, Departemen Kimia dan Laboratorium Biofisika Membran, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat Ibu Dr Sri Mulijani, MS selaku pembimbing pertama dan Ibu Armi Wulanawati, SSi, MSi selaku pembimbing kedua yang telah memberikan bimbingan dan semangat kepada penulis selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih kepada Bapak, Mamah, Kakak, dan Adik atas doa, dukungan, dan semangatnya.

Terima kasih kepada Bapak Jajang Juansah, Bapak Heri, Bapak Ismail, Bapak Syawal, Bapak Caca, dan Ibu Ai yang telah membantu penulis dalam diskusi dan dalam pemakaian alat dan bahan di laboratorium selama penelitian dilakukan. Ucapan terima kasih dihaturkan pula kepada Romadhoni Anto sebagai rekan kerja, khususnya untuk Fina Riani Prawira dan Kak Budi Arifin, SSi, MSi atas diskusinya. Ucapan terima kasih juga disampaikan untuk Ebta, Yosep, Dini Akmaliyah, Miranti, Ade Nurbani, Hani, Suci, dan teman-teman Program Alih Jenis Kimia angkatan 4 atas bantuan, semangat, motivasi, dan dorongan dalam menyusun karya ilmiah ini.

Semoga tulisan ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi penulis dan bagi pembaca.

Bogor, Desember 2012

Arie Sulistyono Putro  

 

(12)

i  

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN vii

PENDAHULUAN 1

BAHAN DAN METODE 1

Alat dan Bahan 1

Sintesis Membran Komposit Kitosan-Zeolit 2

Pencirian Membran 2

Kinerja Membran 3

HASIL DAN PEMBAHASAN 3

Membran 3

Ciri-ciri Membran 4

Kinerja Membran 6

SIMPULAN DAN SARAN 8

Simpulan 8 Saran 8

DAFTAR PUSTAKA 9

(13)

 

DAFTAR GAMBAR

1 Membran kitosan (a) dan komposit kitosan-zeolit (b) 4 2 Spektrum FTIR kitosan ( ) dan kitosan-zeolit 1:2 ( ) 4 3 Penampang lintang membran kitosan (a) dan kitosan-zeolit 1:2 (b) perbesaran

2000× 5 4 Permukaan membran kitosan (a) dan kitosan-zeolit 1:2 (b) perbesaran 5000× 5

5 Hubungan antara bobot jenis dan komposisi membran 6 6 Hubungan antara methanol uptake dan komposisi membran 6 7 Hubungan antara konduktivitas dan komposisi membran 7 8 Prinsip sistem DMFC 7 9 Hubungan antara beda potensial dan komposisi membran 8

 

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian 10

2 Penentuan bobot jenis 11

3 Penentuan methanol uptake 12

4 Penentuan konduktivitas proton membran 13

5 Penentuan beda potensial dalam sistem DMFC 13   

 

(14)

1  

PENDAHULUAN

Sumber energi dari bahan bakar fosil tidak dapat diperbarui dan menghasilkan produk samping yang mencemari lingkungan. Ketersediaan yang semakin menipis juga menimbulkan krisis energi sehingga diperlukan sumber energi lain seperti sel bahan bakar (fuel cell) yang menghasilkan energi listrik melalui proses elektrokimia. Sel bahan bakar terdiri atas 2 elektrode yang berada dalam larutan elektrolit dan dipisahkan oleh membran elektrolit (Sopiana dan Ramli 2005). Sistem sel bahan bakar yang menggunakan metanol secara langsung sebagai bahan bakar disebut direct methanol fuel cell (DMFC) (Agoumba 2004).

Membran pertukaran proton (PEM) yang sering digunakan adalah Nafion karena memiliki konduktivitas ionik yang tinggi (0.086 S/cm pada 30−32 °C) serta kestabilan mekanik dan kimia yang baik pada suhu kamar (Smitha et al. 2005). Namun, membran ini memiliki beberapa kelemahan seperti tingginya permeabilitas metanol (Norddin et al. 2008) dan takstabil pada suhu di atas 80 oC, yang dapat menurunkan konduktivitas serta intensitas listrik yang dihasilkan (Cho et al. 2005). Membran elektrolit yang baik harus memiliki konduktivitas proton tinggi, permeabilitas metanol rendah, dan dapat digunakan pada suhu tinggi agar arus listrik yang dihasilkan cukup besar (Agoumba 2004).

Membran dari polimer alam telah dikembangkan untuk digunakan dalam sistem DMFC, seperti komposit kitosan-zeolit. Dengan variasi konsentrasi 0, 3, 5, 10, dan 15%, diperoleh bahwa semakin tinggi konsentrasi zeolit, permeabilitas metanol akan semakin kecil (Hartanto et al. 2007). Penambahan zeolit juga meningkatkan konduktivitas ionik membran (Wang et al. 2008).

Kitosan merupakan polimer alami yang mempunyai ketahanan mekanik yang baik, mudah dimodifikasi secara kimia, ramah lingkungan, serta melimpah di alam, sehingga dapat dijadikan PEM (Muzzarelli 1997). Zeolit merupakan mineral alam dengan derajat hidrasi yang tinggi, bersifat penukar ion, dapat menghantarkan listrik, dapat mengadsorpsi uap dan gas, serta mempunyai sifat katalitik (Sutarti dan Rachmawati 1994).

Berdasarkan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan sintesis membran kitosan dan beberapa komposisi membran komposit kitosan-zeolit. Membran dicirikan gugus fungsinya menggunakan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR), morfologinya dengan mikroskop elektron pemayaran (SEM), dan bobot jenisnya. Kinerja membran diuji dengan mengukur permeabilitas metanol, methanol uptake, konduktivitas membran, dan beda potensial dalam sistem DMFC. Membran komposit kitosan-zeolit diharapkan potensial untuk digunakan sebagai PEM untuk aplikasi DMFC.

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

(15)

 

spektrofotometer FTIR Bruker Tensor 27, SEM JEOL JSM-8360LA, dan spektrometer impedans LCR-meter HIOKI 3532-50. Bahan-bahan (p.a) yang digunakan ialah akuades, metanol, kitosan (Fakultas Perikanan IPB), zeolit (Lampung, aktivasi HCl 3 M, 250 mesh), asam asetat, elektrode karbon, K3Fe(CN)6, dan K2HPO4.

Sintesis Membran Komposit Kitosan-Zeolit

Kitosan dilarutkan hingga konsentrasi 3% (b/v) dalam asam asetat 2%. Zeolit ditambahkan dengan variasi nisbah bobot kitosan:zeolit (1:1; 1:2; 1:3; dan 2:1) kemudian diaduk. Larutan selanjutnya disonikasi selama 30 menit dan didiamkan sampai gelembung udara hilang. Setelah itu, membran komposit dicetak di atas pelat kaca dan dikeringudarakan pada suhu kamar.

Pencirian Membran

Analisis Gugus Fungsi

Gugus fungsi membran kitosan dan membran komposit kitosan-zeolit 1:2 diukur menggunakan spektrofotometer FTIR. Sampel ditempatkan ke dalam tempat sampel dan diukur serapannya pada bilangan gelombang 400−4000 cm-1. Pengukuran dilakukan pada resolusi 4 dan payar 12.

Analisis Morfologi

  Analisis morfologi juga dilakukan pada membran kitosan dan membran komposit kitosan-zeolit 1:2. Gambar diambil pada bagian permukaan dengan perbesaran 5000× dan penampang melintang dengan perbesaran 2000×.

Pengukuran Bobot Jenis

Sampel dipotong dengan ukuran yang seragam. Bobot kosong piknometer ditimbang (W0), dimasukkan sepotong sampel kemudian ditimbang kembali (W1). Akuades ditambahkan ke dalam piknometer yang berisi potongan sampel hingga tidak terdapat gelembung udara, kemudian ditimbang bobotnya (W2). Bobot piknometer berisi akuades juga ditimbang (W3). Suhu air dan udara dicatat untuk menentukan faktor koreksi suhu. Bobot jenis komposit kitosan-zeolit diperoleh dari persamaan

1 0

3 0 2 1

Da...(1) Keterangan:

D = Bobot jenis sampel (g/mL) D1 = Bobot jenis air (g/mL)

Da = Bobot jenis udara (g/mL)

(16)

3   

 

Kinerja Membran

Methanol Uptake

Membran dipotong dengan ukuran 5×1 cm2, masing-masing 3 kali ulangan pada lokasi yang acak. Membran tersebut dimasukkan ke dalam oven pada suhu 125 oC selama 24 jam kemudian ditimbang bobot keringnya (D). Selanjutnya, membran direndam dalam metanol selama 48 jam dan ditimbang bobot basahnya (W). Nilai persen serapan diperoleh dari persamaan

Methanol Uptake = − ×100 D

D W

...(2) Penentuan Permeabilitas Metanol

Permeabilitas metanol diukur secara kualitatif. Membran dijepit di antara 2 bejana. Larutan metanol 3 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam salah satu bejana. Selama 3 jam diamati metanol yang melewati membran masuk ke bejana kedua.

Pengukuran Konduktivitas Membran

  Konduktivitas membran diukur menggunakan alat LCR-meter. Membran terlebih dahulu diukur ketebalannya menggunakan mikrometer digital dan dipotong menjadi ukuran 6×1 cm2. Membran dijepit di antara 2 elektrode karbon yang kemudian dihubungkan dengan kutub positif dan negatif pada alat LCR-meter sehingga terukur nilai konduktivitas membrannya.

Pengukuran Beda Potensial dalam Sistem DMFC

Konduktivitas dalam sistem sel bahan bakar diukur menggunakan 2 sistem bejana. Bejana pertama sebagai sistem anode diisi dengan 100 mL larutan metanol 3 M, bejana kedua sebagai sistem katode diisi dengan 50 mL larutan K3Fe(CN)6 50 mM dan 50 mL larutan K2HPO4 100 mM. Membran direkatkan pada bagian tengah kedua bejana tersebut. Elektrode karbon dimasukkan ke dalam kedua larutan, kemudian dihubungkan dengan kutub positif dan negatif pada LCR-meter. Nilai beda potensial akan terukur dalam sistem.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Membran

(17)

 

Membran kitosan putih transparan (Gambar 1a) sementara membran kitosan-zeolit putih kekuningan (Gambar 1b). Zeolit sebagai matriks akan mengisi substrat kitosan: polimer penyusun kitosan akan berikatan hidrogen dengan polimer penyusun zeolit.

(a) (b)

Gambar 1 Membran kitosan (a) dan komposit kitosan-zeolit (b)

Ciri-ciri Membran

Gugus Fungsi

Analisis gugus fungsi pada membran dilakukan untuk menentukan interaksi yang terjadi pada komposit kitosan-zeolit. Gugus fungsi dianalisis berdasarkan puncak-puncak serapan pada spektrum FTIR. Terbentuknya gugus fungsi baru pada spektrum menandakan terjadi interaksi secara kimia, sedangkan gabungan gugus fungsi antara komponen-komponen penyusun komposit menandakan pencampuran secara fisik. Kitosan memiliki serapan khas pada bilangan gelombang 3246.81 cm-1 untuk O-H ulur dan N-H ulur, 2932.41 cm-1 untuk C-H ulur, 1554.63 cm-1 untuk N-H tekuk, dan 1093.01 cm-1 untuk -C-O-C ulur. Zeolit memiliki serapan khas pada bilangan gelombang 1004.97 cm-1 untuk gugus fungsi Si-O-Si (Yunianti dan Maharani 2012). Spektrum komposit kitosan-zeolit tidak menunjukkan terbentuknya gugus baru (Gambar 2), yang berarti bahwa komposit merupakan hasil pencampuran secara fisik.

(18)

5   

 

Morfologi Permukaan

Berdasarkan foto penampang lintang, membran kitosan maupun komposit termasuk membran nonpori (Gambar 3). Zeolit yang ditambahkan pada kitosan secara signifikan membentuk agregat yang tidak larut secara homogen pada permukaan dan penampang lintang membran (Yunianti dan Maharani 2012). Membran kitosan menunjukkan permukaan yang rata dan seragam (Gambar 4a), sedangkan pada membran komposit kitosan-zeolit terdapat zeolit yang terdistribusi secara merata pada permukaan membran (Gambar 4b).

(a) (b)

Gambar 3 Penampang lintang membran kitosan (a) dan kitosan-zeolit 1:2 (b) perbesaran 2000×

(a) (b)

Gambar 4 Permukaan membran kitosan (a) dan kitosan-zeolit 1:2 (b) perbesaran 5000×

Bobot Jenis

(19)

 

Gambar 5 Hubungan antara bobot jenis dan komposisi membran

Kinerja Membran

Methanol Uptake

Kemampuan methanol uptake pada membran cukup penting untuk aplikasi pada sel bahan bakar. Jumlah metanol yang terjerap pada membran berpengaruh pada konduktivitas membran tersebut karena metanol tersebut dapat menurunkan permeabilitas metanol. Zeolit memiliki luas permukaan yang besar dan kemampuan menjerap metanol (Hartanto et al. 2007). Semakin banyak jumlah zeolit yang ditambahkan, jumlah metanol yang terjerap akan semakin banyak (Gambar 7). Nilai persen jerapan metanol tertinggi dihasilkan oleh membran komposit kitosan-zeolit 1:3, yaitu 41.44% (Lampiran 3) yang disebabkan oleh jumlah zeolit berlebih yang dapat menjerap metanol semakin banyak.

Gambar 6 Hubungan antara methanol uptake dan komposisi membran Permeabilitas Metanol

Permeabilitas metanol ditentukan secara kualitatif untuk mengamati adanya methanol crossover. Methanol crossover ialah proses difusi molekular metanol dari anode menuju katode melalui membran. Hal ini tidak diharapkan karena dapat menurunkan kuat arus listrik yang dihasilkan pada sistem DMFC. Membran yang baik untuk aplikasi DMFC harus memiliki nilai methanol uptake yang tinggi, tetapi dengan permeabilitas metanol yang rendah (Cahyadi 2004). Berdasarkan uji permeabilitas metanol secara kualitatif, diperoleh bahwa membran mampu menahan methanol crossover, ditunjukkan dengan tidak adanya metanol yang melewati membran.

Konduktivitas Membran

Konduktivitas membran diukur menggunakan spektrometer impedans yang mengukur interaksi antara komponen elektrode dan membran dalam kemampuan

(20)

7   

 

migrasi elektron dan ion (Handayani 2008). Konduktivitas menunjukkan kemampuan suatu membran dalam menghantarkan proton; semakin besar nilainya, membran tersebut semakin baik untuk digunakan dalam sistem bahan bakar (Hendrana et al. 2007). Konduktivitas membran diukur pada ketebalan 5.00 × 10-2 cm dan luas permukaan 6.00 cm2 yang sama untuk semua membran karena nilai konduktivitas membran juga dipengaruhi oleh kedua faktor tersebut.

Konduktivitas membran cenderung meningkat dengan semakin banyaknya zeolit yang ditambahkan. Konduktivitas membran kitosan diperoleh sebesar 5.3021 × 10-7 S/cm, dan konduktivitas tertinggi dihasilkan oleh membran komposit kitosan-zeolit 1:2, yaitu 7.2946 × 10-7 S/cm (Lampiran 4). Penambahan zeolit sebagai penjerap metanol yang berlebih dapat membentuk asam lemah, yaitu asam silikat yang dapat mengganggu proses ionisasi H+. Terganggunya proses ionisasi H+ dapat menurunkan nilai konduktivitas sebagaimana yang terjadi pada membran komposit kitosan-zeolit 1:3 (Gambar 7).

Gambar 7 Hubungan antara konduktivitas dan komposisi membran Beda Potensial dalam DMFC

Membran kitosan dan komposit kitosan-zeolit diukur kemampuannya sebagai membran elektrolit pada sistem bahan bakar. Sistem menggunakan elektrode karbon, larutan kalium ferisianida pada katode sebagai agen pengoksidasi, dan metanol pada anode sebagai bahan bakar. Sistem bahan bakar DMFC dapat menghasilkan energi listrik, air, dan panas dengan cara mengoksidasi bahan bakar secara elektrokimia (Smith et al. 2001). Oksidasi metanol pada anode akan menghasilkan proton dan elektron. Proton akan melewati membran menuju katode, sementara elektron akan menuju katode melalui rangkaian alat spektrometer impedans dan memunculkan nilai beda potensial yang terbentuk pada sistem sel bahan bakar (Gambar 8).

Gambar 8 Prinsip sistem DMFC (Dhuhita dan Arti 2010)

0

Konduktivitas, σ (x 10

-7

S/cm

(21)

 

Reaksi total yang terjadi pada sistem bahan bakar ialah sebagai berikut: Reaksi di anode : CH3OH + H2O Î CO2 + 6H+ + 6e

-Reaksi di katode : 6H+ + 6e- + 3/2 O2 Î 3 H2O Reaksi total : CH3OH + 3/2 O2 Î CO2 + 2 H2O

Beda potensial pada sistem bahan bakar untuk membran kitosan diperoleh sebesar 7 mV (Lampiran 5). Penambahan zeolit pada kitosan meningkatkan nilai beda potensial, tetapi tidak signifikan. Nilai beda potensial terbesar diperoleh pada membran komposit kitosan-zeolit 1:2, yaitu 10 mV. Besarnya nilai beda potensial yang diperoleh berbanding lurus dengan nilai konduktivitas membran; semakin tinggi nilai konduktivitas membran, semakin tinggi nilai beda potensial yang dihasilkan (Gambar 9).

Gambar 9 Hubungan antara beda potensial dan komposisi membran

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Membran komposit kitosan-zeolit berdasarkan analisis morfologi termasuk membran nonpori. Hasil analisis FTIR tidak menunjukkan terbentuknya gugus fungsi baru yang berarti bahwa komposit merupakan hasil pencampuran secara fisik. Komposit kitosan-zeolit 1:3 memiliki nilai bobot jenis dan methanol uptake terbesar, berturut-turut sebesar 1.4226 g/mL dan 41.44%. Komposit kitosan-zeolit 1:2 dapat diaplikasikan dalam sistem DMFC dengan nilai konduktivitas membran dan beda potensial terbesar berturut-turut sebesar 7.2946 × 10-7 S/cm dan 10 mV.

Saran

Perlu proses tambahan dalam pembuatan membran komposit agar lebih homogen, seperti pengadukan yang lebih konstan. Selain itu, diperlukan pula pengujian permeabilitas metanol secara kuantitatif dan kestabilan mekanik membran. Elektrode platinum juga perlu digunakan dalam sistem bahan bakar untuk mempercepat proses oksidasi dan meningkatkan beda potensial yang dihasilkan.

Kitosan  Kitosan‐Zeolit  1:1

Kitosan‐Zeolit  1:2

Kitosan‐Zeolit  1:3

Kitosan‐Zeolit  2:1

Beda potensial

(m

(22)

9   

 

DAFTAR PUSTAKA

Agoumba D. 2004. Reduction of methanol crossover in direct methanol fuel cell (DMFC)[tesis]. Alabama (US): University of Alabama.

Cahyadi D. 2004. Perancangan dan pembuatan direct methanol fuel cell (DMFC) [skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia.

Cho SA, Oh IH, Kim HJ, Ha HY, Hong SA, Ju JB. 2005. Surface modified Nafion membrane by ion beam bombardment for fuel cell applications. J Power Sources. 155(2):286-290.

Dhuhita A, Arti DK. 2010. Karakterisasi dan uji kinerja SPEEK, cSMM, dan Nafion untuk aplikasi direct methanol fuel cell (DMFC)[skripsi]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro.

Handayani S. 2008. Membran elektrolit berbasis polieter-eter keton tersulfonasi untuk direct methanol fuel cell suhu tinggi [disertasi]. Depok (ID): Universitas Indonesia.

Hartanto S, Handayani S, Marlina L, Latifah. 2007. Pengaruh silika pada membran elektrolit berbasis polieter eter keton. J Mat Sci. 8(3):205-208. Hendrana S, Pujiastuti S, Sudirman, Rahayu I, Yandhitra RH. 2007. Pengaruh

suhu dan tekanan proses pembuatan terhadap konduktivitas ionik membran PEMFC berbasis polistirena tersulfonasi. J Mat Sci. 8(3):187-191.

Muzzarelli RAA. 1997. Depolymerization of chitins and chitosans with hemicellulase, lysozyme, papain, and lipases. Di dalam: Muzzarelli RAA, Peter MG. Chitin Handbook. 1997. Grottamare (IT): European Chitin Soc. Nadarajah K. 2005. Development and characterization of antimicrobial edible film

from crawfish chitosan [disertasi]. Peradeniya (LK): University of Peradeniya.

Norddin M, Kahn S, Wong P. 2008. Characterization and performance of proton exchange membranes for direct methanol fuel cell: blending of sulfonated PEEK with charged surface modifying macromolecule. J Membranes Sci. 323:404-413.

Smith JM, Ness HV, Abbott M. 2001. Chemical Engineering Thermodynamics. Ed ke-60. New York (US): McGraw-Hill.

Smitha B, Sridhar S, Khan AA. 2005. Chitosan-sodium alginate polyion complexes as fuel cell membranes. J European Polym. 41:1859-1866.

Sopiana K, Ramli D. 2005. Challenges and future developments in proton exchange membrane fuel cells. J Renewable Energy. 31(5):719-727.

Sutarti M, Rachmawati M. 1994. Zeolit. Jakarta (ID): PDII-LIPI.

Wang J, Zheng X, Wu H, Zheng B, Jiang Z, Hao X, Wang B. 2008. Effect of zeolit on chitosan/zeolite hybrid membranes for direct methanol fuel cell. J Power Source. 178:9-19.

Wijayanti DL. 2009. Sintesis dan kajian sifat listrik membran kitosan dengan variasi kitosan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

(23)

 

Lampiran 1 Diagram alir penelitian  

-Membran komposit kitosan:zeolit (1:1; 1:2; 1:3; 2:1)

Pencirian Uji kinerja

- FTIR - SEM - Bobot jenis

- Methanol uptake - Permeabilitas metanol - Konduktivitas membran - Beda potensial dalam

(24)

11   

 

Lampiran 2 Penentuan bobot jenis

Membran Ulangan Bobot piknometer (g) D

(g/mL) Rerata

W0 W1 W2 W3

Kitosan 1 11.5151 11.5169 21.5584 21.5582 1.1206 1.1115

2 11.5149 11.5173 21.5583 21.5580 1.1382

3 11.5153 11.5180 21.5584 21.5582 1.0758

Kitosan:Zeolit 1 11.5069 11.5123 21.5517 21.5504 1.3116 1.3174 1:1 2 11.5076 11.5133 21.5523 21.5509 1.3101

3 11.5070 11.5131 21.5515 21.5500 1.3206

Kitosan:Zeolit 1 11.5066 11.5150 21.5524 21.5500 1.3943 1.3964 1:2 2 11.5066 11.5146 21.5510 21.5497 1.3977

3 11.5064 11.5151 21.5519 21.5494 1.3974

Kitosan:Zeolit 1 11.5073 11.5175 21.5534 21.5504 1.4107 1.4226 1:3 2 11.5076 11.5186 21.5544 21.5511 1.4226

3 11.5075 11.5174 21.5538 21.5509 1.4084

Kitosan:Zeolit 1 11.5070 11.5140 21.5518 21.5501 1.3157 1.3141 2:1 2 11.5073 11.5146 21.5526 21.5508 1.3218

3 11.5071 11.5147 21.5523 21.5505 1.3050

Keterangan :

Contoh perhitungan kitosan ulangan ke-1 :

(25)

 

Lampiran 3 Penentuan methanol uptake

Membran Ulangan Bobot Membran (g)

Methanol Kitosan:Zeolit 1:1 1

2 3

0.0193 0.0210 10.80 0.0190 0.0211 11.05 10.70 0.0195 0.0215 10.25 Kitosan:Zeolit 1:2 1

2 3

0.0227 0.0262 19.15 0.0223 0.0266 19.28 19.07 0.0218 0.0259 18.80 Kitosan:Zeolit 1:3 1

2 3

0.0434 0.0684 41.60 0.0436 0.0681 41.19 41.44 0.0430 0.0682 41.55 Kitosan:Zeolit 2:1 1

2

(26)

13   

 

Lampiran 4 Penentuan konduktivitas proton membran Membran Konduktans,

G (× 10-6 S)

Konduktivitas, σ (× 10-7 S/cm)

Kitosan 662.76 5.3021

Kitosan:Zeolit 1:1 823.61 6.5884 Kitosan:Zeolit 1:2 911.86 7.2946 Kitosan:Zeolit 1:3 858.05 6.8643 Kitosan:Zeolit 2:1 825.12 6.6015 Contoh perhitungan:

Penentuan konduktivitas proton membran kitosan

= 662.76 × 10-6 S × 8 ×10-4 cm-1

Lampiran 5 Penentuan beda potensial dalam sistem DMFC Membran Beda Potensial

(mV)

Kitosan 7

Kitosan-Zeolit 1:1 8 Kitosan-Zeolit 1:2 10 Kitosan-Zeolit 1:3 9 Kitosan-Zeolit 2:1 8

(27)

 

RIWAYAT HIDUP

 

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 9 November 1987 dari ayah Sriyono dan ibu Sri Lestari. Penulis merupakan putra kedua dari tiga bersaudara.

Tahun 2006 penulis lulus dari SMA Negeri 5 Bogor dan pada tahun yang sama diterima di Program Diploma IPB melalui jalur Undangan Masuk Diploma IPB untuk Program Keahlian Analisis Kimia. Tahun 2009 penulis menyelesaikan Program Diploma IPB dan melanjutkan bekerja. Tahun 2010 penulis melanjutkan studi di Program Alih Jenis Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Penulis pernah mengikuti kegiatan praktik lapangan di Laboratorium Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga Nuklir Nasional (PTLR-BATAN) pada bulan April hingga Juni 2009. Penulis juga pernah bekerja di Laboratorium Quality Control PT Sinar Sosro pada bulan Maret hingga September 2010.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar

Gambar 1  Membran kitosan (a) dan komposit kitosan-zeolit (b)
Gambar 3  Penampang lintang membran kitosan (a) dan kitosan-zeolit 1:2 (b)
Gambar 5  Hubungan antara bobot jenis dan komposisi membran
Gambar 8  Prinsip sistem DMFC (Dhuhita dan Arti 2010)
+2

Referensi

Dokumen terkait

bahwa berdasarkan pertimbangan sebagaimana dimaksud dalam huruf a dan huruf b, perlu menetapkan Peraturan Bupati tentang Pelaksanaan Pengembangan Keprofesian

Liang & Zeger (1986) menyampaikan bahwa analisis logistik maupun probit pada data panel dengan menggunakan pendekatan univariat, yakni mengabaikan adanya korelasi

dengan adanya keputusan ini baik organisasi masa maupun partai politik, semua.. harus mencantumkan pancasila sebagai

Pada prinsipnya refrigerasi adalah terapan dari mata kuliah Perpindahan Panas dan Thermodinamika, dimana kalor akan mengalir atau berpindah dari

Kelemahan-kelemahan tersebut dijadikan sebagai acuan untuk merevisi modul sehingga modul yang dikembangkan disusun secara sistematis dengan bahasa dan cakupan materi

Sekretaris Desa mempunyai tugas menyelenggarakan pembinaan nan pelaksanaan administrasi pemerintahan, pembangunan dan kemasyarakatan serta membantu

Cara kerja terapi panas pada rematik adalah untuk meningkatkan aliran darah ke daerah sendi yang terserang dengan demikian proses radang dapat dikurangi dan sendi

Adalah sekelompok penyakit yang tumpang tindih dengan penyebab yang belum diketahui, namun mengakibatkan kelainan biologis, morfologis, dan keluaran klinis yang