Sintesis Membran Komposit Berbahan Dasar Kitosan dengan Metoda Sol-Gel sebagai Membran Fuel Cell Pada Suhu Tinggi

Abstract

Kitosan adalah polisakarida kationik yang terdiri dari residu glukosamin dan N-asetil glukosamin yang terikat oleh ikatan β-1,4 glikosidik. Keberadaan gugus alkohol bebas pada kerangka kitosan dapat dimanfaatkan sebagai gugus pembentuk matrik dengan atom lainnya, dalam penelitian ini adalah silika (Si). Kondisi ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar sintesis membran sel bahan bakar (Fuel Cell). Sintesis kitosan dilakukan dengan mendeasetilasi kitin yang bersumber dari limbah kulit udang. Membran komposit kitosan-TEOS (Tetraetilortosilikat) telah berhasil disintesis dengan menggunakan variasi nilai konsentrasi kitosan terhadap jumlah TEOS. Membran komposit kitosan-TEOS disintesis dengan menggunakan metoda sol-gel dan pembalikan fasa. Kitosan dan membran komposit yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi sifat kimia dan fisika nya yaitu penentuan derajat deasetilasi, penentuan berat molekul rata-rata (Mv), persen kelarutan, analisis struktur dengan menggunakan FTIR, uji ketahanan suhu, analisis morfologi dengan menggunakan SEM, dan kapasitas pertukaran ion (KPI). Hasil karakterisasi menunjukkan derajat deasetilasi kitosan sebesar 79,31% dengan nilai berat molekul rata-rata (Mv) 1,16 x 10⁷ g/mol dan persen kelarutan 1% (v/v) asam asetat. Hasil pengukuran FTIR membran menunjukkan terdapat puncak 1377 cm^-1 yang merupakan puncak dari eter siklik, puncak 3454 cm^-1 yang merupakan puncak dari O-H, puncak pada 1662-1666 cm^-1 yang merupakan puncak dari C=O asetamida, dan 3454-3500 cm^-1 yang merupakan puncak N-H, sedangkan puncak 904 cm^-1 dan 1091,7 cm^-1 menunjukkan adanya ikatan silang antara Si-OH dan Si-O-C (alifatik). Uji ketahanan membran terhadap suhu sebesar 120^oC sedangkan nilai konduktivitas ionik terbesar dimiliki oleh tipe membran CTSN-1,5 dengan nilai 0,114 meq/g. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa membran mempunyai struktur yang rapat.