Pengaruh Metode Sulfonasi dan Penambahan Pengisi pada Membran Direct Metanol Fuel Cell

Muhammad Fahmi Hakim, Tutuk Djoko Kusworo

Abstract


Penggunaan polieter-eter keton (PEEK) sebagai membran pengganti nafion pada aplikasi direct methanol fuel cell (DMFC)  menjadi penelitian yang terus dikembangkan, Penyempurnaan  PEEK menuju karakteristik nafion juga terus dilakukan dengan berbagai metode,  baik itu dengan penambahan pengisi maupun pengembangan metode baru dalam proses pembuatan membran PEEK. Methanol crossover dan rendahnya nilai konduktifitas menjadi salah satu kelemahan membran PEEK yang masih perlu di selesaikan dengan cara yang solutif. Tujuan percobaan ini adalah melakukan pengembangan metode pembuatan membran serta menambahkan bahan pengisi untuk memperbaiki karakteristik membran PEEK. Dengan metode A yaitu penambahan pengisi siklodekstrin 10% sebelum proses sulfonasi, metode B yaitu penambahan pengisi siklodekstrin dan silika dilakukan setelah proses sulfonasi pada suhu dan waktu tetap 700C selama 4 jam, hasil karakteristik terbaik diantara dua metode tersebut kemudian ditambahakan pengisi silika untuk meningkatkan sifat hidrofilik membran. Hasil percobaan menunjukkan hasil terbaik pada membran sPEEK-siklodekstrin-silika 10% dengan metode A, penambahan pengisi dilakukan sebelum sulfonasi, dengan nilai swelling degree 140% dan hasil analisa FTIR  gugus sulfonat pada membran sPEEK-siklodekstrin-silika 10%  yaitu terdapat pada rentang panjang gelombang 1153-1155 cm-1 dan 1217 cm-1 (vibrasi stretching simmetrik dan assimetrik O=S=O).


Keywords


dmfc; sPEEK; siklodekstrin; silika; Swelling degree; FTIR

References


Dhuhita, A. dan Arti, D. K. (2010). Untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell ( Dmfc ) Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan tugas akhir guna memperoleh gelar Sarjana Teknik Oleh : Halaman Pengesahan Skripsi.

Gwak, G. Kim, D. Lee, S. & Ju, H. (2018). Studies of the methanol crossover and cell performance behaviors of high temperature-direct methanol fuel cells (HT-DMFCs). International Journal of Hydrogen Energy, 43(30), 13999–14011. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.11.029

Handayani, S. Dewi, E. L. Hardy, J. Christiani, L. & Kurniawan. (2012). Influence of Composite Electrolyte Membrane for Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Procedia Chemistry, 4, 123–130. https://doi.org/10.1016/j.proche.2012.06.018

Handayani, S. & Dewi, E. L. (2010). The Effect Of Membrane Thickness Of Hydrocarbon Composite Polymer To, 31–34.

Ismail, A. F. Othman, N. H. & Mustafa, A. (2009). Sulfonated polyether ether ketone composite membrane using tungstosilicic acid supported on silica-aluminium oxide for direct methanol fuel cell (DMFC). Journal of Membrane Science, 329(1–2), 18–29. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2008.11.052

Kusworo, T. D. Hakim, M. F. & Hadiyanto, H. (2017). Enhancement of Hybrid SPEEK Based Polymer–Cyclodextrin-Silica Inorganic Membrane for Direct Methanol Fuel Cell Application. International Journal of Renewable Energy Development, 6(2),165. https://doi.org/10.14710/ijred.6.2.165-170

Mat, N. C. & Liong, A. (2009). Chitosan-poly (vinyl alcohol) and calcium oxide composite membrane for direct methanol fuel cell applications. Engineering Letters.

Noor, E. & Hartoto, D. L. (2011). Produksi Siklodekstrin Dari Pati Garut Menggunakan Berbagai Kombinasi Enzim [Production of Cyclodextrin from Arrowroot Starch by Using the Combination Enzymes]. Hasil Penelitian J. Teknol. Dan Industri Pangan.

Peng, K. Chen, C. Pan, W. Liu, W. Wang, Z. & Zhu, L. (2016). Preparation and properties of β-cyclodextrin/4,4′-diphenylmethane diisocyanate/polyethylene glycol (β-CD/MDI/PEG) crosslinking copolymers as polymeric solid-solid phase change materials. Solar Energy Materials and Solar Cells. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.10.031

Prapainainar, P. Maliwan, S. Sarakham, K. Du, Z. Prapainainar, C. Holmes, S. M. & Kongkachuichay, P. (2018). Homogeneous polymer/filler composite membrane by spraying method for enhanced direct methanol fuel cell performance. International Journal of Hydrogen Energy, 43(31), 14675–14690. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.05.173

Wang, M. Chen, M. Yang, Z. Wang, Y. Wang, Y. Liu, G. Wang, X. (2018). A study on fuel additive of methanol for room temperature direct methanol fuel cells. Energy Conversion and Management, 168(May), 270–275. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.05.006

Yee, R. Zhang, K. & Ladewig, B. (2013). The Effects of Sulfonated Poly(ether ether ketone) Ion Exchange Preparation Conditions on Membrane Properties. Membranes, 3(3), 182–195. https://doi.org/10.3390/membranes3030182


Full Text: PDF

DOI: 10.30595/jrst.v2i2.3402

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN: 2549-9750