Disusun Oleh Henny Firdaus( ) Dosen Pembimbing Dr. I Made Arcana

Presentasi berjudul: "Disusun Oleh Henny Firdaus( ) Dosen Pembimbing Dr. I Made Arcana"— Transcript presentasi:

1 Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium
Disusun Oleh Henny Firdaus( ) Dosen Pembimbing Dr. I Made Arcana Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung 2010

2 Agenda Presentasi Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan

3 Metodologi Penelitian
Pendahuluan Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan

4 Kebutuhan baterai sekunder
Latar Belakang Kebutuhan baterai sekunder Lead-acid NiCd NiMH Li-ion

5 Mengapa Litium? Litium merupakan logam yang paling ringan
Reaktif, memiliki potensial kimia yang besar

6 Lithium ion-polymer battery(LIPB)
Baterai dengan elektrolit berbasis polimer(padat) Menggunakan litium sebagai penghantar ionik Rechargeable Secara teoritis memiliki densitas energi serta efisiensi pengubahan energi yang baik Mampu menahan gaya yang cukup besar Memiliki ketahanan termal yang baik

7 Prinsip Kerja Baterai Litium
Elektroda negatif Elektroda positif Tembaga, kolektor arus negatif Aluminium, kolektor arus positif

8 Polimer apa yang digunakan dalam LIPB(Solid Polymer Electrolyte)?
Memiliki gugus yang elektronegatif Mudah di cetak menjadi film tipis Bersifat sebagai konduktor ionik Bersifat isulator

9 PEO(Polyethylene oxide)
Polimer semi kristalin Low-toxic Pada suhu ruang tersusun dari 60% fasa kristalin dan 40% fasa amorf Titik leleh fasa kristalin 65oC , temperatur gelas fasa amorf -60oC. Memiliki konduktivitas yang lebih tinggi dibandingkan polimer lain tanpa ada pelarut organik Dapat membentuk kompleks logam-garam

10 Permasalahan Konduktivitas tinggi tidak dapat diperoleh pada suhu ruang Kekuatan mekanik PEO kecil Tingginya kelarutan PEO dalam air

11 Kitosan polimer dari ikatan β-1,4 2-amin-2-deoksi-D- glukopiranosa
polimer alam yang dihasilkan dari proses deasetilasi dari kitin

12 Mengapa kitosan? Memiliki atom nitrogen lebih banyak(dibandingkan dengan selulosa sintetik)  agen pengkelat yang baik Memiliki konduktivitas yang cukup baik(dry condition) non toksik , dapat didegradasi, serta dapat digunakan sebagai matrik polimer Memanfaatkan limbah udang dan menjadikannya sesuatu yang berdaya guna dan bernilai jual.

13 Hipotesis awal Dengan mencampurkan PEO, kitosan, dan litium, diharapkan: Kekuatan mekanik meningkat Kelarutan dalam air berkurang Film yang terbentuk tidak berwarna Film yang dihasilkan lebih fleksible Konduktivitas meningkat

14 Tujuan Mensintesis kitosan dari kulit udang dengan derajat deasetilasi >65% Membuat membran polimer elektrolit dengan konduktivitas, ketahanan termal, serta kekuatan mekanik yg baik Melakukan karakterisasi polimer elektrolit dengan FTIR, TGA/DTA, serta konduktivitas

15 Metodologi Penelitian
Pendahuluan Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan

16 Diagram Alir Penelitian
Pembuatan membran elektrolit Sintesis kitosan dari kulit udang

17 Metodologi Penelitian
Pendahuluan Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan

18 bilangan gelombang(1/cm)
Hasil Analisis FTIR Spektrum IR kitin CO karbonil O-H streching NH streching Spektrum IR kitosan Gugus amina NH streching gugus fungsi bilangan gelombang(1/cm) CON asetil 1626 NH asetil 1555 COCH3 2933 CO 1660

19 Spektrum IR kitosan Spektrum IR kitosan
Spektrum IR membran kitosan 90%-litium10% Spektrum IR membran kitosan 90%-PEO10% Terjadinya pergeseran amina pada 1580 ke bilangan gelombang yang lebih rendah menunjukkan bahwa telah terbentuk kompleks antara garam Li dan atom nitrogen dari gugus amina, serta antara asam asetat dan nitrogen

20 Spektrum IR kitosan Spektrum IR membran kitosan75%-PEO10%-Li10%
Terjadinya pergeseran amina pada 1580 ke bilangan gelombang yang lebih rendah menunjukkan bahwa telah terbentuk kompleks antara garam Li dan atom nitrogen dari gugus amina, serta antara asam asetat dan nitrogen Spektrum IR membran kitosan 90%-litium10% Spektrum IR membran kitosan 90%-PEO10%

21 Membran Elektrolit

22 Analisis Konduktivitas
komposisi membran (% berat) Konduktivitas kitosan PEO Litium 1.01E-05 90 10 2.09E-05 85 5 5.58E-05 8.22E-05 100 8.88E-05 80 2.11E-04 75 15 Konduktivitas membran berbagai komposisi

23 Analisis Kekuatan Mekanik
komposisi stress(kgf/mm2) strain(%) Modulud Young(Kgf/mm2) C 42.44 162.5 0.261 C-L 10% 43.29 146.67 0.29 C-P 10% 44.62 120 0.37 C-P 10%-L 5% 36.71 150.83 0.24 C-P 10%-L 10% 23.28 140 0.17 C-P 10%-L 15% 20.83 167.5 0.12

24 Perbandingan Kekuatan Mekanik dan Konduktivitas
Terdapat kecenderungan bahwa konduktivitas ionik berbanding terbalik dengan kekuatan mekanik

25 Analisis Permukaan Kitosan (8.22E-05) Kitosan-Li10% (5.58E-05)
Kitosan-PEO10% (1.01E-05) Kitosan-PEO10%-Li5% (2.09E-05) Kitosan-PEO10%-Li10% (8.88E-05) Kitosan-PEO10%-Li15% (2.11E-04)

26 Analisis Kristalinitas
Kitosan-Li10% Kitosan-PEO10% Kitosan-PEO10%-Li5% Kitosan-PEO10%-Li15%

27 Metodologi Penelitian
Pendahuluan Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan

28 Kesimpulan Kitosan berhasil disintesis dengan derajat deasetilasi sebesar 82% Membran polimer elektrolit berhasil dibuat dengan konduktivitas maksimum 2.1x10-4S/cm dan kekuatan mekanik sebesar Kgf/mm2 Membran elektrolit telah dianalisis dengan menggunakan FTIR, EIS, Tensile tester, SEM, dan X-RD

29 Terima Kasih Allah SWT Kedua orang tua Dr. I Made Arcana
Prof. Dr. Ing Cynthia L Radiman Teman-teman LKFM Teman-teman yang hadir di ruangan ini