Pemanfaatan Nanosilika Abu Ketel Industri Gula Sebagai Pengisi Membran Berbasis Polisulfon Tersulfonasi Pada Direct Methanol Fuel Cell

Abstract

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penambahan sulfonating agent (H2SO4) terhadap derajat sulfonasi dan mengetahui pengaruh pembedaan derajat sulfonasi dan penambahan nanosilika dari abu ketel terhadap kinerja membran berbasis polisulfon untuk DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) . Penelitian ini dilakukan melalui tiga tahapan yaitu sintesis nanosilika menggunakan metode presipitasi, proses sulfonasi polisulfon, dan pembuatan membran. Pada pembuatan membran, konsentrasi nanosilika yang ditambahkan ada 3 variasi yaitu 1,5%, 3%, 4,5% dari bobot polisulfon. Sementara itu, konsentrasi H2SO4 yang digunakan sebagai agen sulfonasi terdapat 3 variasi yaitu 0,5 M, 1 M, dan 1,5 M. Hasil pengamatan menunjukkan nanosilika yang dihasilkan memiliki karakteristik amorf, ukuran kristal 47,49 nm, derajat kristalinitas 64%, dan ukurannya seragam yang ditunjukkan dengan kecilnya nilai Podispersity Index (PDI) yaitu 0,3. Derajat sulfonasi polisulfon tersulfonasi (sPSf) yang dihasilkan adalah 8,19%, 13,86%, 18,89%. Penambahan sulfat dan nanosilika memberikan pengaruh nyata (α=0,05) terhadap sifat membran yang dihasilkan. Pengamatan membran menunjukkan nilai konduktivitas ion tertinggi adalah 1,62 x 10-3 S/cm yang dimiliki oleh membran sPSf-nanosilika dengan sulfonasi menggunakan H2SO4 1,5 M dengan penambahan nanosilika 3%. Tingginya nilai konduktivitas proton tersebut karena didukung oleh berhasilnya proses sulfonasi yang dilakukan dan nanosilika yang ditambahkan dapat tersebar merata, sehingga menyebabkan membran bersifat hidrofilik. Membran tersebut juga memiliki nilai DSA 43,74%, DSM 33,35%, dan KPI 2,89 meq/g.