Pengembangan Membran Penukar Proton untuk Aplikasi Fuel CelI Berbasis Mikroba

Abstract

Fuel cell berbasis mikroba (microbial fuel cell,MFC) adalah suatu bioreaktor yang mengubah energi kimia dalam senyawa organik atau biomassa menjadi energi listrik menggunakan mikroba sebagai biokatalis. Dalam MFC ada tiga komponen utama yaitu elektioda (anoda, katoda), biokatalis dan membran elektrolit. Komponen membran elektrolit dalam MFC sering disebut membran penukar proton Qtroton exchange mernbrane, PEM). Secara umum penelitian ini bertujuan mengembangkan material PEM gntuk aplikasi MFC. Ada dua target khusus yang ingin diraih dalam penelitian ini, (l) kelayakan membran sebagai PEM (konduktivitas proton dan kapasitas penukar kation yurr[ tirrggi) dan (2) menghasilkan pembangkit listrik sebagai ukuran kinerja MFC- Pada p"tr"titian tatrrn pertama ini telah dilakukan sintesis dan optimasi material PEM berbasis polisulfon melalui metode sulfonasi. Beberapa variabel seperti konsentrasi reagen pensulfonasi, waktu reaksi, ketebalan membran telah digunakan untuk mengkaji perubahan fisik, kimia dan listriknya. Karakterisasi membran meliputi sifat kimia (analisis gugus fungsi dan kapasitas penukar kation), sifat fisik (analisis termal dan morfologimembran) telah diinvestigasi. Hasil penelitian yang telah dicapai pada tahun pertamaheliputi: pembuatan membran ionik berbasis polisulfon melalui sulfonasi secara Lomog"r. Berdasarkan karakterisasi sifat fisika kimia dan ioniknya, membran SPSF dengan konsentrasi bahan pensulfonasi 8% merupakan membran optimum yang dapat digunakan sebagai membran penukar ion. Karakterisasi sifat termal menunjukkan sifat keitabilan termal dari membran di atas suhu 100oC, sehingga memenuhi syarat untuk diaplikasikan sebagai membran fuel cell. Modifikasi membran melalui pembuatan komposit meningkatkan daya kapasitas air dan kapasitas penukar ion, tetapi menurunkan sifat konduktivitas ionnya. Dari hasil ini maka perlu dilakukan studi lanjut untuk meningkatkan sifat konduktivitas ion. Metode yarrg akan dilakukan mencakup p"oumbuh* bahan aditif sehingga interaksi arfiara polimer (SPSF) dengan kitosan menjadi lebih kuat dan kemampuan transfer ion akan meningkat. Tahapan lain yang aipeilutan dalam penelitian berikutnya adalah optimasi jenis bakteri yang akan di,runakan sebagai pendorong dihasilkannya pembangkit listrik (power output) dan pengaruh waktu terhadap kestabilan pembangkit listrik yang dihasilkan