F. Widhi Mahatmanti

Modification of chitosan membranes with nanosilica particles as polymer electrolyte membranes

Chitosan has been widely used as polymer matrix for Polymer Electrolyte Membrane (PEM) application replacing Nafion which has shortcomings in terms of high methanol permeability that degrades the performance of fuel cells. Chitosan membranes modification is performed by adding nanosilica to prevent methanol transport through the membrane. Nanosilica is synthesized by sol-gel method and the particle diameter is obtained by analysis using Breunner Emmet Teller (BET) that is 6.59 nm. Nanosilica is mixed with chitosan solution to obtain nanosilica-chitosan as polymer electrolyte membrane. The membranes are synthesized through phase inversion method with nanosilica composition including 0; 0.5; 1; 2; 3; 5; and 10% w/w of chitosan. Characterization of the membranes indicate that the results of water swelling, proton conductivity and methanol permeability of the membrane with 3% nanosilica respectively were 49.23%, 0.231 S/cm, and 5.43 x 10−7 cm2/s. Based on the results of membrane selectivity calculation, the o...

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MEMBRAN HIBRIDA KITOSAN-SILIKA- PEG

Membran kitosan mempunyai efektivitas pemisahan relatif tinggi tetapi kestabilan mekanik rendah. Untuk meningkatkan kestabilan perlu ditambahkan silika sehingga dihasilkan membran kitosan-silika. Sebagai bahan dasar silika digunakan natrium silikat yang diisolasi dari abu sekam padi. Dalam pembuatan membran kitosan-silika, plasticizer (polietilen glikol/PEG) digunakan untuk meningkatkan kestabilan mekanik membran secara signifikan. Pembuatan membran kitosan-silika-PEG dilakukan dengan cara penguapan larutan dan pencetakan. Membran kitosan-silika-PEG dikarakterisasi sifat mekaniknya dengan menguji kekuatan tarik, persen perpanjangan dan Modulus Young, perubahan gugus fungsi, morfologi, sifat kristalinitas, kestabilan terhadap suhu, sifat hidrofilisitas, dan uji terhadap fluks air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran kitosan-silika dengan komposisi kitosan/silika 1:0,8 mempunyai harga kuat tarik optimum. Penambahan PEG akan meningkatkan harga persen perpanjangan, tidak menunjukkan perubahan yang signifikan pada hasil uji FTIR dan XRD, tetapi meningkatkan sifat hidrofil seiring dengan meningkatnya konsentrasi PEG dan pH. Nilai Fluks air menurun dengan meningkatnya konsentrasi PEG, dimungkinkan PEG terjebak secara fisik dalam padatan komposit.