Article Details

PENGARUH PENAMBAHAN SELULOSA NANOKRISTALIN YANG DIPEROLEH DARI ISOLASI BONGGOL JAGUNG PADA MEMBRAN POLIMER ELEKTROLIT POLI(VINIL ALKOHOL)/LiClO4

Oleh   Endah Purwanti [20513042]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Prof. Dr. I Made Arcana, MS;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : FMIPA - Kimia
Fakultas : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Subjek : Chemistry
Kata Kunci : Polimer elektrolit, PVA, selulosa nanokristalin, LiClO4, baterai ion litium
Sumber :
Staf Input/Edit : Latifa Noor   Ena Sukmana
File : 8 file
Tanggal Input : 2019-05-17 10:14:57

Perkembangan energi terbarukan dari baterai yang dapat menyimpan energi kapasitas besar akan terus meningkat. Baterai ion litium merupakan baterai yang menjanjikan untuk dikembangkan karena memiliki densitas energi tinggi, siklus hidup panjang, dan beratnya lebih ringan jika dibandingkan dengan baterai asam timbal, Ni-Cd, dan NiMH. Pada umumnya baterai ion litium yang menggunakan elektrolit cair memiliki kelemahan yaitu temperatur pengoperasian terbatas pada rentang yang relatif rendah, sering terjadi ledakan, dan juga menyebabkan korosi pada elektroda. Oleh sebab itu, perlu dikembangkan baterai ion litium berbasis membran polimer elektrolit untuk meminimalkan kekurangan tersebut. Pada penelitian ini digunakan poli(vinil alkohol) (PVA) sebagai matrik polimernya karena polimer tersebut mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi, mempunyai kestabilan termal cukup baik, dan harganya relatif murah. Membran polimer elektrolit dari bahan dasar PVA dengan penambahan litium perklorat (LiClO4) sebagai garam ioniknya pada berbagai komposisi masih memiliki konduktivitas ionik yang relatif rendah sehingga perlu dimodifikasi dengan cara menambahkan selulosa nanokristalin yang diperoleh dari hidrolisis selulosa bonggol jagung. Tujuan dari penelitian ini adalah memperoleh informasi mengenai pengaruh komposisi LiClO4 sebagai garam ionik dan penambahan selulosa nanokristalin terhadap karakteristik membran polimer elektrolit dengan bahan dasar PVA. Membran polimer elektrolit dibuat dengan cara casting larutan polimer PVA/LiClO4 pada berbagai komposisi dalam pelarut air, kemudian membran polimer elektrolit pada komposisi optimal berdasarkan hantaran ion dan sifat mekanik membran ditambahkan selulosa nanokristalin pada berbagai komposisi, sehingga diharapkan diperoleh membran polimer elektrolit yang optimal untuk aplikasi baterai ion litium. Berdasarkan data inframerah, pola serapan infra merah untuk membran polimer elektrolit PVA/LiClO4 pada berbagai komposisi LiClO4 tidak berbeda secara signifikan, begitu pula untuk membran polimer elektrolit PVA/LiClO4 setelah penambahan selulosa nanokristalin pada berbagai komposisi, akan tetapi terjadi beberapa pergeseran puncak serapan dengan intensitas serapan yang berbeda. Hasil ini menunjukkan bahwa interaksi antara PVA dengan Li pada membran polimer elektrolit PVA/LiClO4 begitu pula antara PVA, Li dan selulosa nanokristalin pada membran PVA/LiClO4/selulosa nanokristalin cenderung terjadi interaksi secara fisik melalui interaksi antara gugus –OH dari PVA dengan ion Li+ dari LiClO4 ataupun dengan gugus –OH dari selulosa nanokristalin. Membran polimer elektrolit i PVA/LiClO4 optimum berdasarkan sifat hantaran ion dan sifat mekanik membran, diperoleh pada komposisi PVA/LiClO4 sebesar 85/15 (% b/b) dengan hantaran ion sebesar 4,82 x 10-5 S/cm, dan tegangan tarik membran sebesar 39,71 MPa, regangan 609,15 %, dan nilai Modulus at break sebesar 0,065 MPa. Sedangkan membran polimer elektrolit PVA/LiClO4 dengan penambahan selulosa nanokristalin diperolah membran yang optimum pada komposisi 80/15/5 (PVA/LiClO4/selulosa nanokristalin), dengan nilai konduktivitas ionik sebesar 1,66 x 10-4 S/cm, tegangan tarik membran sebesar 36,64 MPa, regangan 700,59 %, dan nilai Modulus at break sebesar 0,052 MPa. Berdasarkan analisis data dari TGA, membran polimer elektrolit yang disintesis pada komposisi 80/15/5 (PVA/LiClO4/selulosa nanokristalin) relatif cukup stabil secara termal hingga suhu 252 oC. Penambahan selulosa nanokristalin dalam jumlah kecil dapat meningkatkan konduktivitas ionik dan sifat mekanik membran, akan tetapi praktis tidak mengubah kestabilan termal membran. Untuk itu membran polimer elektrolit dari PVA/LiClO4/selulosa nanokristalin berpotensi dapat digunakan sebagai membran polimer elektrolit untuk aplikasi pada baterai ion litium.