Text

Modifikasi Membran Elektrolit Berbasis Polimer Alkohol, Garam Klorida, dan Kitosan dari Limbah Kulit Udang untuk Aplikasi Baterai Ion Lithium

---

Penggunaan energi masih didominasi oleh bahan bakar fosil hingga saat ini, akan tetapi, suatu saat ketersediaannya semakin menipis. Hal inilah yang memicu adanya tren riset di bidang energi. Sebagian besar riset yang telah dilakukan adalah eksplorasi sumber energi alternatif yang dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Penelitian di bidang energi menekankan pada penggunaan energi secara efisien (Suyono et al., 2014). Efisiensi energi meliputi pengembangan sistem penyimpanan energi, salah satunya adalah baterai.
Baterai merupakan sumber energi yang praktis dan murah untuk digunakan oleh masyarakat. Suatu jenis baterai adalah baterai ion lithium yang sering digunakan pada barang-barang elektronik seperti ponsel dan laptop. Secara umum komponen baterai ion lithium terdiri dari katoda, anoda, elektrolit dan separator (Fajarini & Dinovita, 2016). Baterai ion lithium menggunakan lithium yang merupakan unsur ringan sehingga aman digunakan untuk sel-sel elektrokimia. Umumnya pada baterai ion lithium menggunakan larutan elektrolit. Namun, baterai ion lithium yang menggunakan larutan elektrolit akan mengalami kontak antara elektroda logam lithium dan larutan elektrolit yang dapat menyebabkan adanya kebocoran dan menimbulkan api bahkan ledakan (Marfuatun, 2011). Oleh karena itu, penelitian perlu mengembangkan suatu membran elektrolit untuk menggantikan larutan elektrolit tersebut.
Membran elektrolit yaitu elektrolit bermatriks padatan yang merupakan larutan padat dari logam-logam alkali di dalam polimer (Yang et al., 2003). Membran elektrolit mempunyai kelebihan diantaranya yaitu, memiliki konduktivitas ion dan densitas energi yang cukup tinggi, tidak mudah bocor, bebas pelarut, mempunyai kestabilan elektrokimia, mudah diproduksi, dan ringan (Marfuatun, 2011).
Saat ini banyak penelitian tentang elektrolit padat dilakukan dengan menggunakan bahan polimer. Bahan polimer alam saat ini banyak diteliti untuk dijadikan sebagai membran elektrolit karena sifatnya yang ramah lingkungan dan mempunyai sifat polielektrolit kationik, salah satunya adalah kitosan. Kitosan merupakan senyawa turunan dari hasil proses deasetilasi kitin yang banyak terkandung pada hewan laut (Thariq et al., 2016). Jadi, suatu bahan baku kitosan yang potensial di Indonesia adalah limbah kulit udang. Udang merupakan salah satu komoditas ekspor perikanan yang dari tahun ke tahun semakin meningkat. Biasanya udang yang diekspor dalam keadaan beku akan menghasilkan limbah kulit udang sebanyak 30-40% (Setiani et al, 2021). Meningkatnya komoditas ekspor udang tentunya juga akan menghasilkan limbah kulit udang yang semakin banyak. Masalahnya, limbah kulit udang dapat menjadi polusi perairan laut. Untuk itu, kulit udang berpotensi untuk dimanfaatkan lebih lanjut.
Selama ini, limbah kulit udang hanya digunakan sebagai perasa pada krupuk dan terasi (Natsir et.al, 2007. Padahal, limbah kulit udang mengandung senyawa kimia penting seperti kitosan (Setiani et al, 2021). Kitosan memiliki potensi yang cukup luas untuk diaplikasikan terutama dalam bidang industri dan teknologi. Sebagai contoh, kitosan dapat dijadikan sebagai membran elektrolit polimer pada baterai. Selain itu, dengan memanfaatkan limbah kulit udang sebagai kitosan dapat mengurangi masalah lingkungan (Setiani et al, 2021)
Kitosan pada baterai berperan sebagai polimer media untuk elektrolit karena dapat melarutkan garam-garam ionik untuk meningkatkan konduktivitas ioniknya. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwasannya kitosan mampu meningkatkan konduktivitas ionik pada polimer karena kitosan sendiri merupakan bahan polimer polielektrolit yang mempunyai konduktivitas cukup tinggi (Kadapi et al., 2013; R. Putri et al., 2011). Kitosan memiliki kelarutan yang tinggi pada asam lemah dan hidrofilisitas yang tinggi karena adanya gugus amino dan hidroksil pada kitosan (Abraham et al., 2016). Namun, sifat tersebut berpengaruh pada sifat mekanik yang lemah. Upaya mengatasi kelemahan tersebut adalah dapat dilakukan modifikasi, salah satunya dengan penambahan polivinil alkohol (PVA). Polivinil alkohol (PVA) merupakan salah satu polimer yang memiliki sifat larut dalam air, memiliki kestabilan mekanik yang baik dan fleksibel, mudah dibentuk menjadi film atau lembaran dan tidak beracun (Parida et al., 2011). Penambahan polivinil alkohol (PVA) dapat meningkatkan kestabilan termal dan sifat mekanik yang tidak dimiliki oleh kitosan.
Salah satu karakteristik membran elektrolit adalah memiliki konduktivitas ion yang tinggi (>10-5 S/cm) pada rentang suhu -20?C sampai 60?C (Marfuatun, 2011). Untuk meningkatkan konduktivitas ionik pada membran elektrolit dapat ditambahkan garam kation seperti kalium klorida (KCl). Penambahan kalium klorida (KCl) dalam membran elektrolit polimer bertujuan untuk mengoptimalkan konduktivitas ionik yang disebabkan karena adanya peningkatan jumlah ion pembawa muatan (K+) dan reaksi ion tersebut di dalam rantai polimer (Kadapi et al., 2013).
Berdasarkan uraian diatas, Penelitian ini melakukan pembuatan membran elektrolit menggunakan kitosan dan memodifikasinya dengan polivinil alkohol (PVA) untuk memperbaiki sifat mekaniknya. Selain itu, dilakukan penambahan kalium klorida (KCl) untuk meningkatkan nilai konduktivitas ionik pada membran elektrolit polimer sehingga bahan tersebut berpotensi untuk diaplikasikan pada baterai ion lithium.

---

Ketersediaan

Tidak ada salinan data

Informasi Detail

Judul Seri

-

No. Panggil

000. Asr. Mo

Penerbit

MA INTEGRATIF NU AL-HIKMAH : Magita Riset., 2021

Deskripsi Fisik

-

Bahasa

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Klasifikasi

000

Tipe Isi

text

Tipe Media

-

Tipe Pembawa

-

Edisi

-

Subjek

PROPOSAL PENELITIAN
Aplikasi Baterai Ion Lithium
Modifikasi Membran Elektrolit

Info Detail Spesifik

Proposal Penelitian

Pernyataan Tanggungjawab

M. Roy Asrory

Versi lain/terkait

Lampiran Berkas

Komentar

---

Anda harus masuk sebelum memberikan komentar