Membran komposit polisulfon tersulfonasi-titanium dioksida untuk aplikasi direct methanol fuel cel

Abstract

Penelitian ini menyintesis dan mencirikan membran polisulfon tersulfonasititanium dioksida (sPSf-TiO2). Sulfonasi dilakukan pada suhu 40 °C selama 60 menit menggunakan oleum sebagai agen sulfonasi dan TiO2 ditambahkan untuk meningkatkan kinerja membran. Derajat sulfonasi sebesar 47.5% dan morfologi membran menunjukkan bahwa tambahan TiO2 membuat membran lebih rapat dibandingkan tanpa tambahan TiO2. Membran yang dicirikan dengan spektrofotometer inframerah transformasi fourier menunjukkan puncak gugus sulfonat tertrisubtitusi 1,2,4- pada 1724 cm-1. Membran komposit diperoleh dengan menambahkan polisulfon tersulfonasi dengan TiO2 dengan ragam konsentrasi 3% dan 5%. Nilai konduktivitas dan beda potensial tertinggi dihasilkan pada membran sPSf-TiO2 5% dengan nilai berturut turut 1.07 × 10-3 S/cm dan 422 mV. Berdasarkan ciri tersebut, membran komposit sPSf-TiO2 dapat diaplikasikan untuk direct methanol fuel cell.

This experiment is to synthesize and to characterize sulfonated polysulfonetitanium dioxide composite membranes (sPSf-TiO2). The sulfonation was done in 40 °C for 60 minutes using oleum as the sulfonation agent and TiO2 was added to improve membrane performances. The degree of sulfonation through sulfonation process was 47.5% and the morphology of the membrane showed that the addition of TiO2 made the membrane denser than that without TiO2. The infared spectra showed there was 1,2,4- trisubstituted sulfonate group at 1724 cm-1. The composite membrane was produced by adding sulfonated polysulfone and TiO2 with concentration of 3% and 5%. The composite membrane sPSf-TiO2 5% gave the highest proton conductivity and voltage as of 1.07 × 10-3 S/cm and 422 mV, respectively. Based on the result, the composite membrane sPSf-TiO2 can be applied for direct methanol fuel cell system.