Pemanfaatan Nanosilika Abu Ketel Industri Gula sebagai Pengisi Membran Berbasis Kitosan Sulfat pada Direct Methanol Fuel Cell

Abstract

Nanosilika dari abu ketel industri gula memiliki karakteristik yang sesuai sebagai aditif membran DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) untuk meningkatkan kinerja membran tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan amonium sulfat pada kitosan dan nanosilika pada membran berbasis kitosan sulfat untuk DMFC. Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap yaitu sintesis nanosilika menggunakan presipitasi, proses sulfonasi kitosan dengan amonium sulfat pada tiga taraf 0.1 M, 0.5 M, 1 M, 1.5 M, dan pembuatan membran berbasis kitosan sulfat dengan penambahan nanosilika pada taraf 1%, 3%, dan 5%. Nanosilika yang dihasilkan bersifat amorf, ukuran partikel 330 nm, ukuran kristal 47.49 nm, derajat kristalinitas 64% dan Podispersity Index (PDI) 0.3. Karakteristik nanosilika tersebut sesuai untuk aditif membran DMFC. Hasil uji derajat sulfonasi pada kitosan dari konsentrasi amonium sulfat terendah adalah 15.86%, 19.00%, 22.84%, dan 24.75%. Bedasarkan analisis varian, penambahan amonium sulfat, penambahan nanosilika, dan interaksi keduanya memberikan pengaruh pada kinerja membran DMFC. Hasil penentuan menggunakan metode Comparative Performance Index (CPI) menunjukan membran kitosan amonium sulfat 0.1 M dengan penambahan nanosilika 3 % merupakan membran terbaik yang memiliki persentase kinerja membran daya serap air 40.75%, daya serap metanol 44.22%, kapasitas penukar ion 0.66 meq/g, dan 6.48 x 10-4 S/cm untuk konduktivitas ion. Membran komposit tersebut dapat diaplikasikan untuk DMFC.