NANOSILICA FROM THE BOILER ASH OF THE SUGAR CANE INDUSTRY AS A FILLER OF POLYSULFONE AND SULFONATED POLYETHERETHERKETONE MEMBRANES IN DIRECT METHANOL FUEL CELL

Abstract

Nanosilika dari abu ketel industri gula tebu dapat digunakan sebagai pengisi untuk komposit polimer PSF-sPEEK untuk menjadi membran alternatif pada DMFC yang selama ini menggunakan membran elektrolit Politetrafloroetilena (PTFE).  Membran PTFE tersebut memiliki harga tinggi, methanol crossover tinggi, stabilitas rendah pada suhu tinggi, dan konduktivitas rendah pada kelembaban rendah atau suhu tinggi. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan pengaruh dari komposisi perbandingan polisulfon (PSF)-polietereterketon tersulfonasi (sPEEK) dan perbandingan campuran polimer tersebut dengan penambahan nanosilika terhadap kinerja membran. Penelitan ini dilakukan melalui sintesis nanosilika dari abu ketel dengan metode ektraksi basa dan proses presipitasi, serta penambahan nanosilika tersebut terhadap komposit PSF-sPEEK untuk membentuk membran elektrolit melalui metode inversi fasa. Komposisi perbandingan PSF-sPEEK yaitu 1:9; 1:12; 1:15 sedangkan penambahan nanosilika yaitu sebanyak 1%, 3% dan 5%. Nanosilika yang dihasilkan memiliki ukuran partikel 330 nm, PDI (polydispersity index) 0.3, ukuran kristal 47,49 nm, dan derajat kristalinitas 64%. Uji ANOVA menunjukkan bahwa penambahan nanosilika dan komposisi PSF-sPEEK berpengaruh nyata terhadap kinerja membran. Membran dengan komposisi 1:12 dengan penambahan nanosilika 3% memiliki kinerja lebih baik dibandingkan membran yang lainnya dengan nilai daya serap air, daya serap methanol, kapasitas penukar ion dan konduktivitas ionic berturut-turut 27,21%, 25,62%, 2,56 meq/g, dan 66,28x10^-6 S/cm.

Kata kunci: membran DMFC, nanosilika, PSF (polisulfon), sPEEK (polieter-eterketontersulfonasi).