Gugus Fungsi Kitosan/LiOH Terdispersi Silika Fly Ash untuk Membran Polimer Elektrolit Padat

Kartika Sari, Sudaryanto Sudaryanto, Abiyyu Sayyid Muwaffaq, Sulis Marsudi

Abstract

Membran elektrolit padat berbasis bahan ramah lingkungan menggunakan limbah abu bakar batu bara (fly ash) dalam bentuk silika sedang dikembangkan. Sintesis dan karakterisasi membran polimer padat berbasis kitosan dan LiOH dengan penambahan silika (SiO2) dari fly ash bertujuan untuk meningkatkan konduktivitas ionik dan stabilitas membran. Variasi komposisi penambahan silika fly ash sebesar 2% (S2), 4% (S4), dan 6% (S6) terhadap massa kitosan menggunakan metode solution casting. Sedangkan, Pengujian untuk menentukan gugus fungsi membran menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Hasil FTIR untuk sampel (S2), (S4), dan (S6) menunjukkan pergeseran bilangan gelombang pada gugus O–H, N–H, C=O, dan Si–O yang memperkuat interaksi molekuler serta meningkatkan potensi jalur konduktif ion. Hasil EIS menunjukkan bahwa komposisi silika fly ash 6% menghasilkan impedansi terbaik. Hasil ini ditandai dengan bentuk kurva semicircle, yang mengindikasikan proses relaksasi ionik yang lebih efisien. Penambahan silika fly ash dapat memperbaiki struktur kimia dan meningkatkan interaksi antar molekul. Sehingga, membran polimer elektrolit padat kitosan/LiOH terdispersi ilika fly ash   dapat digunakan sebagai salah satu material elektrolit padat yang aman dan efisien untuk baterai lithium.

Keywords

Kitosan/LiOH; Silika fly ash; Membran polimer elektrolit padat

Full Text:

PDF

References

Barbosa, J. C., Gonçalves, R., Costa, C. M., & Lanceros-Méndez, S. (2022). Toward Sustainable Solid Polymer Electrolytes for Lithium-Ion Batteries. ACS Omega, 7(17), 14457–14464. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c01926 Berghuis, N. T., Zulfikar, M. A., & Wahyuningrum, D. (2020). Synthesis of Chitosan Based Composite Membrane Using Sol-Gel Method As Fuel Cell Membrane At High Temperature. Al-Kimiya, 7(1), 35–46. Borah, R., Hughson, F. R., Johnston, J., & Nann, T. (2020). On battery materials and methods. Materials Today Advances, 6, 100046. https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2019.100046 Kang, Q., Li, Y., Zhuang, Z., Wang, D., Zhi, C., Jiang, P., & Huang, X. (2022). Dielectric polymer based electrolytes for high-performance all-solid-state lithium metal batteries. Journal of Energy Chemistry, 69, 194–204. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.01.008 Khuyen, N. Q., Kiefer, R., Zondaka, Z., Anbarjafari, G., Peikolainen, A. L., Otero, T. F., & Tamm, T. (2020). Multifunctionality of polypyrrole polyethyleneoxide composites: Concurrent sensing, actuation and energy storage. Polymers, 12(9), 1–14. https://doi.org/10.3390/POLYM12092060 Kim, J. Y., Shin, D. O., Chang, T., Kim, K. M., Jeong, J., Park, J., Lee, Y. M., Cho, K. Y., Phatak, C., Hong, S., & Lee, Y. G. (2019). Effect of the dielectric constant of a liquid electrolyte on lithium metal anodes. Electrochimica Acta, 300, 299–305. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.01.113 Marf, A. S., Abdullah, R. M., & Aziz, S. B. (2020). Structural, morphological, electrical and electrochemical properties of PVA: CS-based proton-conducting polymer blend electrolytes. Membranes, 10(4). https://doi.org/10.3390/membranes10040071 Sari, K., Halifah, R., Fisika, J., & Jenderal, U. (2023). Variation in Weight of Rice Husk Ash Using the Sol-Gel Method for Synthesis Silica Powder. Sari, K., Setiabudi, A., Halifah, R., A’yun, N. A. Q., & Sunardin. (2022). Gugus Fungsi, Struktur Morfologi dan Konduktivitas Ionik Membran Polimer Elektrolit Padat Kitosan/LiOH/ZnO. Prosiding Seminar Nasional Fisika, 1(1), 190–199. Sari, K., Sunardi, S., Utomo, A. B. S., Toruan, P. L., Yulianti, E., & Mashadi, M. (2020). Sifat Optik Dan Permitivitas Listrik Membran Polimer Padat Kitosan/Peo. Sainmatika: Jurnal Ilmiah Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, 17(2), 97. https://doi.org/10.31851/sainmatika.v17i2.4987 Schweiger, L., Hogrefe, K., Gadermaier, B., Rupp, J. L. M., & Wilkening, H. M. R. (2022). Ionic Conductivity of Nanocrystalline and Amorphous Li10GeP2S12: The Detrimental Impact of Local Disorder on Ion Transport. Journal of the American Chemical Society, 144(22), 9597–9609. https://doi.org/10.1021/jacs.1c13477 Shi, X., Esan, O. C., Huo, X., Ma, Y., Pan, Z., An, L., & Zhao, T. S. (2021). Polymer Electrolyte Membranes for Vanadium Redox Flow Batteries: Fundamentals and Applications. Progress in Energy and Combustion Science, 85, 100926. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2021.100926 Zhang, J., Ma, C., Liu, J., Chen, L., Pan, A., & Wei, W. (2016). Solid polymer electrolyte membranes based on organic / inorganic nanocomposites with star-shaped structure for high performance lithium ion battery. Journal of Membrane Science, 509, 138–148. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2016.02.049

DOI: https://doi.org/10.20961/prosidingsnfa.v0i0.115657

Refbacks

  • There are currently no refbacks.