Upload
emery
View
150
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Disusun Oleh Henny Firdaus(10506049) Dosen Pembimbing Dr. I Made Arcana. Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium. Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung 2010. Agenda Presentasi. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
PEMBUATAN ELEKTROLIT BERMATRIK PADATAN POLIMER DARI KITOSAN UNTUK BATERAI ION
LITIUM
Departemen KimiaDepartemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi BandungInstitut Teknologi Bandung
20102010
Disusun OlehHenny Firdaus(10506049)
Dosen PembimbingDr. I Made Arcana
Agenda Presentasi
Pendahuluan Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
Latar Belakang
http://www.batteryuniversity.com/parttwo-55.htm
Lead-acid NiCdNiMH
Li-ion
Kebutuhan baterai sekunder
Mengapa Litium?
Litium merupakan logam yang paling ringan
Reaktif, memiliki potensial kimia yang besar
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
Prinsip Kerja Baterai Litium
Elektroda negatif
Elektroda positif
Tembaga, kolektor arus negatif Aluminium, kolektor arus positif
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
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
Permasalahan Konduktivitas tinggi tidak dapat diperoleh
pada suhu ruang Kekuatan mekanik PEO kecil Tingginya kelarutan PEO dalam air
Kitosan
polimer dari ikatan β-1,4 2-amin-2-deoksi-D-glukopiranosa
polimer alam yang dihasilkan dari proses deasetilasi dari kitin
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.
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
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
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
Diagram Alir Penelitian
Kulit Udang
Demineralisasi
Deproteinasi
Kitin
Deasetilasi
Kitin
tidak
ya
Kitosan
tidak
ya
Sintesis kitosan dari kulit udang
Kitosan PEOGaram Litium
Poliblend dengan solvent tertentu
Pengeringan di udara terbuka
Karakterisasi
Analisis FTIR
Analisis Termal
DTA/TGA
Analisis Konduktivitas
Analisis Permukaan
Analisis Kristalinitas
Larut
tidak
yaPembuatan membran elektrolit
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
Hasil Analisis FTIR
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
97.5
%T
3778
.55
3448
.72
3429
.43
3332
.99
3309
.85
3290
.56
3271
.27
3107
.32
2931
.80
2885
.51
1658
.78 16
37.5
615
66.2
015
52.7
0
1433
.11
1379
.10
1315
.45
1261
.45
1203
.58
1157
.29
1114
.86
1070
.49
1029
.99
948.
9889
6.90
692.
44
611.
43
401.
19
kitin-h
Spektrum IR kitin
CO karbonil
O-H streching
NH streching
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
97.5
%T
3778
.55
3446
.79
3387
.00
3294
.42
2953
.02
2899
.01
2883
.58
2374
.37
1656
.85
1593
.20
1421
.54
1381
.03
1327
.03
1251
.80
1151
.50
1093
.64
1035
.77
943.
1989
4.97 66
3.51
599.
86
522.
71
401.
19
kitosan-a
Spektrum IR kitosan
Gugus amina
NH streching
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
30
40
50
60
70
80
90
100
%T
3761
.19
3414
.00
3388
.93
3373
.50
2920
.23
2879
.72
2362
.80 23
37.7
2
1570
.06
1413
.82
1340
.53
1259
.52
1155
.36
1087
.85
1029
.99
896.
90
661.
5861
7.22
524.
64
401.
19
22
Spektrum IR membran kitosan 90%-litium10%Spektrum IR membran kitosan 90%-PEO10%
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
97.5
%T
3778
.55
3446
.79
3387
.00
3294
.42
2953
.02
2899
.01
2883
.58
2374
.37
1656
.85
1593
.20
1421
.54
1381
.03
1327
.03
1251
.80
1151
.50
1093
.64
1035
.77
943.
1989
4.97 66
3.51
599.
86
522.
71
401.
19
kitosan-a50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
97.5
%T
3778
.55
3446
.79
3387
.00
3294
.42
2953
.02
2899
.01
2883
.58
2374
.37
1656
.85
1593
.20
1421
.54
1381
.03
1327
.03
1251
.80
1151
.50
1093
.64
1035
.77
943.
1989
4.97 66
3.51
599.
86
522.
71
401.
19
kitosan-a
Spektrum IR kitosan
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
97.5
%T
3778
.55
3446
.79
3387
.00
3294
.42
2953
.02
2899
.01
2883
.58
2374
.37
1656
.85
1593
.20
1421
.54
1381
.03
1327
.03
1251
.80
1151
.50
1093
.64
1035
.77
943.
1989
4.97 66
3.51
599.
86
522.
71
401.
19
kitosan-a
Spektrum IR kitosan
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
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%T3
77
8.5
5
34
23
.65
34
12
.08
28
83
.58
23
62
.80 2
33
7.7
2
15
70
.06
14
15
.75
13
44
.38
12
51
.80
11
53
.43
10
97
.50
10
29
.99
95
8.6
2
89
8.8
3
84
2.8
9
66
1.5
86
19
.15
52
6.5
7
61
Spektrum IR membran kitosan75%-PEO10%-Li10%
50075010001250150017502000250030003500400045001/cm
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
97.5
%T
37
78
.55
34
46
.79
33
87
.00
32
94
.42
29
53
.02
28
99
.01
28
83
.58
23
74
.37
16
56
.85
15
93
.20
14
21
.54
13
81
.03
13
27
.03
12
51
.80
11
51
.50
10
93
.64
10
35
.77
94
3.1
98
94
.97
66
3.5
1
59
9.8
6
52
2.7
1
40
1.1
9
kitosan-a
Spektrum IR kitosan
Membran Elektrolit
Analisis Konduktivitas
Konduktivitas membran berbagai komposisi
komposisi membran (% berat)Konduktivitas kitosan PEO Litium
1.01E-05 90 10 2.09E-05 85 10 55.58E-05 90 108.22E-05 100 8.88E-05 80 10 102.11E-04 75 10 15
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 0.29C-P 10% 44.62 120 0.37
C-P 10%-L 5% 36.71 150.83 0.24C-P 10%-L 10% 23.28 140 0.17C-P 10%-L 15% 20.83 167.5 0.12
Perbandingan Kekuatan Mekanik dan Konduktivitas
Terdapat kecenderungan bahwa konduktivitas ionik berbanding terbalik dengan kekuatan mekanik
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)
Analisis Kristalinitas
Kitosan-Li10% Kitosan-PEO10%
Kitosan-PEO10%-Li5% Kitosan-PEO10%-Li15%
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
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 20.83 Kgf/mm2
Membran elektrolit telah dianalisis dengan menggunakan FTIR, EIS, Tensile tester, SEM, dan X-RD
•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
Terima Kasih