Perpustakaan Digital ITB

Membran penukar proton (Proton exchange membrane/PEM) merupakan komponen penting dalam inovasi energi bersih misalnya pada teknologi elektrolisis, fuel cell, Vanadium Redox Flow Battery (VRFB), dan elektrodialisis. Membran ini berfungsi sebagai penghantar proton (H+) dan menjadi pemisah antara dua larutan elektrolit. Saat ini, salah satu PEM yang tersedia secara komersial dan banyak dijadikan standar adalah membran berbasis ionomer perfluorinasi dengan merek dagang Nafion. Nafion banyak dijadikan sebagai standar PEM karena memiliki konduktivitas proton yang tinggi dan tahan terhadap lingkungan oksidatif. Namun, Nafion memiliki banyak keterbatasan seperti harganya mahal dan metode sintesisnya rumit. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan PEM alternatif yang memiliki performa tinggi dan mampu menanggulangi kekurangan PEM yang ada saat ini. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis polimer tersulfonasi dengan backbone berbasis all-carbon aromatic untuk membran penukar proton berkinerja tinggi. Metode sintesis polimer yang digunakan adalah metode one pot metal-free step polymerization dan postsulfonasi. Metode ini memiliki keunggulan berupa metode sintesis yang lebih sederhana dan kondisi reaksi atmosferik. Variasi yang dilakukan berupa variasi monomer sintesis polimer yaitu m-terphenyl + TFAP dan o-terphenyl + TFAP, waktu, konsentrasi zat pensulfonasi, serta reagen sulfonasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran yang disintesis dapat bersaing dengan membran komersial. Membran MPS-824 memiliki konduktivitas proton sebesar 133 mS/cm pada 70oC dan 100% RH. Nilai ini lebih besar dibandingkan dengan Nafion-212 dan Nafion-117 yang konduktivitasnya secara berturut-turut hanya mencapai 107 dan 81 mS/cm pada kondisi yang sama. Membran MPS-824 juga memiliki stabilitas oksidatif yang baik dan stabil secara termal tanpa terdegradasi hingga temperatur 167oC. Pengujian aplikasi membran sebagai PEM dalam VRFB juga memberikan hasil yang cukup memuaskan. Membran MPS-824 memiliki permeabilitas vanadium yang lebih rendah lebih rendah dibandingkan dengan Nafion 212 dan Nafion 117 dengan ketebalan yang lebih tipis. Permeabilitas vaandium MPS-824 sebesar 14,9 × 10-7 cm2.min-1 dengan ketebalan 0,015 mm sementara Nafion 212 dan Nafion 117 berturut-turut memiliki permeabilitas vanadium sebesar 18,8 ×10-7 dan 30,1×10-7 cm2.min-1 dengan ketebalan 0,05 mm dan 0,175 mm