Membran Komposit Polisufon Tersulfonasi-Natrium Alginat untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell

MEMBRAN KOMPOSIT POLISULFON TERSULFONASINATRIUM ALGINAT UNTUK APLIKASI DIRECT
METHANOL FUEL CELL

GINNA RAMADHINI PUTRI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Membran Komposit Polisulfon
Tersulfonasi-Natrium Alginat untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Ginna Ramadhini Putri
NIM G44100087

ABSTRAK
GINNA RAMADHINI PUTRI. Membran Komposit Polisulfon TersulfonasiNatrium Alginat untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell oleh SRI MULIJANI
dan ARMI WULANAWATI.
Pemenuhan kebutuhan energi menuntuk banyak orang untuk mencari energi
alternatif lain agar bisa diperbarui, salah satunya adalah fuel cell. Penelitian ini
bertujuan menyintesis dan mencirikan membran komposit membran polisulfon
tersulfonasi-natrium alginate (sPSf) yang akan diaplikasikan untuk direct
methanol fuel cell. Proses diawali dengan sulfonasi pada suhu 40 oC selama 1 jam.
Kemudian ditambahkan natrium alginat untuk meingkatkan kinerja dari membran
tersebut. Keberhasilan sulfonasi ditunjukkan oleh nilai derajat sulfonasi yakni
45%. Data pendukung lain yang menyatakan bahwa proses sulfonasi berhasil
adalah adanya serapan pada bilangan gelombang 1725 cm-1 yang menyatkan
bahwa ada gugus sulfonat yang tertrisubtitusi 1,2,4- pada posisi ortho. Membran
komposit diperoleh dengan menambahkan polisulfon yang telah disulfonasi
dengan natrium alginat dengan ragam konsentrasi, yakni 2% dan 3%. Nilai

konduktivitas tertinggi dan beda potensial tertinggi sPSf-natrium alginat 3 % ialah
1.0634 х 10-3 S/cm dan 0.409 volt. Dapat disimpulkan membran komposit sPSf
dapat diaplikasikan untuk DMFC.
Kata kunci: sel bahan bakar, membran komposit, polisulfon tersulfonasi, natrium
alginat.
ABSTRACT
GINNA RAMADHINI PUTRI. Composite Membrane of Sulfonated PolysulfoneSodium Alginate for the Application in Direct Methanol Fuel Cell. Supervised by
SRI MULIJANI and ARMI WULANAWATI.
Energy demand triggers people to find other renewable energy alternatives,
such as fuel cell. In this study composite membrane of sulfonated polysulfonesodium alginate (sPSf) was synthesized characterized and then applied in direct
methanol fuel cell. Sulfonation was started at 40 oC for 1 hour and then sodium
alginate was added to improve membrane performances. The degree of
sulfonation through sulfonation process was 45% and a peak at 1725 cm-1 in
Fourier transform infrared spectrophotometer showed that 1,2,4- substituted
sulfonate group exist in ortho position. Composite membrane was produced by
adding sulfonated polysulfone and sodium alginate with concentration of 2% and
3%. The composite membrane of sPSf-sodium alginate 3% gave the highest
proton conductivity and voltage with values 1.634 х10-3 S/cm and 0.409 volt,
respectively. This result showed that the composite membrane of sPSf-sodium
alginate can be applied in direct methanol fuel cell system.

Keywords: Fuel Cell, composite membrane, sulfonated polysulfone, sodium
alginate.

MEMBRAN KOMPOSIT POLISUFON TERSULFONASINATRIUM ALGINAT UNTUK APLIKASI DIRECT
METHANOL FUEL CELL

GINNA RAMADHINI PUTRI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Membran Komposit Polisufon Tersulfonasi-Natrium Alginat untuk
Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell
Nama
: Ginna Ramadhini Putri
NIM
: G44100087

Disetujui oleh

Dr Sri Mulijani, MS
Pembimbing I

Armi Wulanawati, MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan segala rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul “Membran Komposit Polisulfon
Tersulfonasi-Natrium Alginat Untuk Aplikasi Direct Methanol Fuel Cell”
yang telah dilaksanakan mulai bulan Januari hingga bulan Mei 2014.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Sri Mulijani, MS selaku
pembimbing I dan Ibu Armi Wulanawati, MSi selaku pembimbing II yang
senantiasa mengarahkan, memberikan masukan, serta membimbing penulis
dalam penelitian dan juga dalam penyusunan skripsi. Ucapan terima kasih
juga diberikan kepada Ibu Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MAgr selaku
Kepala Bagian Laboratorium Kimia Fisik, Pak Ismail, Bu Ai, serta Mba Prita
yang sudah banyak membantu dalam penelitian ini. Tak lupa ucapan
terimakasih kepada Vallian, Suci, Hawari, dan teman-teman keluarga Kimia
Fisik yang telah banyak membantu selama pelaksanaan penelitian. Penulis
juga mengucapkan terima kasih khususnya kepada orang tua atas segala doa
dan bimbingannya beserta teman-teman kimia angkatan 47 serta semua pihak

yang terlibat dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis
menyampaikan terima kasih.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat

Bogor, September 2014
Ginna Ramadhini Putri

DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
BAHAN DAN METODE
2
Alat dan Bahan
2
Sintesis Polisulfon Tersulfonasi
2

Penentuan Derajat Sulfonasi
3
Pembuatan Membran Polisulfon Tersulfonasi-Natrium Alginat (sPSf-Natrium
Alginat)
3
Pengukuran Bobot Jenis
3
Pengujian Water Uptake
3
Pencirian Membran
4
Pengukuran Konduktivitas Membran
4
Uji Permeabilitas Metanol
5
Uji Aplikasi Sistem DMFC
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Polisulfon Tersulfonasi-Natrium Alginat
Derajat Sulfonasi (DS)

Water Uptake dan Permeabilitas Metanol
Bobot Jenis
Ciri-ciri Membran
Konduktivitas Proton
Uji Aplikasi Sistem DMFC

5
5
8
8
9
10
11
12

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

14

14
14

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

15
17
24

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7

Alat LCR meter
Polisulfon sebelum (a) dan sesudah (b) sulfonasi
Reaksi sulfonasi polisulfon
Membran sPSf (a) dan sPSf-natrium alginat 3% (b)
Water uptake pada membran PSf, sPSf, sPSf-Na alginat
Bobot jenis membran PSf, sPSf, dan sPSf-Na alginat
Analisis FTIR PSf (-), sPSf (-), sPSf-Na alginat 3% (-), dan natrium
alginat (-)
8 Permukaan membran PSf (a), sPSf (b), dan sPSf-alginat 3% (c) serta
penampang melintang PSf (d), sPSf (e), dan sPSf-alginat 3% (f)
dengan perbesaran 10000 kali
9 Nilai konduktivitas membran nonaktivasi menggunakan elektrode
karbon dan logam, serta membran aktivasi menggunakan elektrode
karbon dan logam

4
6
7
8
9

9
10

11

12

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7

Diagram alir penelitian
Penentuan Derajat Sulfonasi
Penentuan nilai Water Uptake
Penentuan bobot jenis membran
Hasil analisis FTIR
Nilai konduktivitas membran
Data beda potensial

17
18
19
20
21
22
23

PENDAHULUAN
Krisis energi merupakan masalah besar yang sedang dihadapi di
beberapa negara berkembang saat ini. Hal ini disebabkan oleh jumlah energi
yang semakin menipis dan berbanding terbalik dengan daya konsumsinya.
Selain itu, penggunaan bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbarui juga
menjadi faktor kelangkaan sumber daya. Penggunaan bahan bakar alternatif
yang lazim disebut ‘biofuel’, dapat memperkuat ketersedian bahan bakar serta
ramah lingkungan sehingga dapat meningkatkan kualitas udara (Kardono
2008). Salah satu nyata dari biofuel adalah sel bahan bakar atau fuel cell.
Fuel cell merupakan suatu rangkaian yang menghasilkan listrik dari
reaksi kimia yang melibatkan oksigen dan hidrogen. Teknologi ini tersusun
dari beberapa bagian yang membentuk satu kesatuan di antaranya membran,
elektrode, dan lempeng dwikutub (Hendrana 2007). Prinsip kerja fuel cell
sangat mirip dengan aki dalam hal keduanya sama sama mempunyai
komponen utama elektrode dan elektrolit. Dalam fuel cell, membran elektrolit
merupakan komponen utama yang berperan memisahkan reaktan dan menjadi
sarana pengangkutan ion hidrogen yang dihasilkan oleh reaksi di anode
menuju katode sehingga reaksi di katode yang menghasilkan energi listrik
dapat terjadi (Suka et al. 2007). Salah satu jenis membran yang banyak
dipakai sebagai komponen elektrolit dalam teknologi sel bahan bakar berbasis
metanol ialah direct methanol fuel cell (DMFC).
DMFC menggunakan membran polimer elektrolit yang berpeluang
untuk diaplikasikan sebagai portable power source serta transportasi.
Pengembangan teknologi saat ini sedang berpusat pada sistem DMFC suhu
tinggi. Suhu yang digunakan sekitar 120 hingga 160 oC. Penggunaan suhu
yang tinggi dapat meningkatkan kinetika oksidasi metanol pada anode serta
meningkatkan tegangan sel (Handayani et al. 2007). Membran elektrolit yang
banyak digunakan untuk aplikasi sistem DMFC terbuat dari fluoro-polimer
dengan rantai cabang mengandung gugus sulfonat, di antaranya adalah Nafion.
Nafion memiliki konduktivitas termal yang tinggi, yakni sebesar 0.082 S/cm
(Handayani 2008). Namun, terdapat beberapa kelemahan Nafion, seperti
methanol crossover, mahal, serta kinerjanya menurun pada penggunaan suhu
diatas 80 oC, sehingga peneliti mencari alternatif lain sebagai pengganti
Nafion. Jenis polimer lain yang tidak mengandung fluorin telah banyak
dikembangkan, misalnya poliimida, polisulfon, polikarbonat, polieter-eter
keton, dan polistirena butadiena (Suka et al. 2010).
Membran penukar proton atau proton exchange membrane (PEM)
berbasis polisulfon tersulfonasi adalah salah satu jenis membran yang banyak
dipakai sebagai komponen elektrolit dalam teknologi sel bahan bakar berbasis
metanol atau DMFC. Masuknya gugus sulfonat dalam kerangka polisulfon
akan menghasilkan suatu membran bermuatan yang berperan dalam
meningkatkan sifat hidrofilisitas dan konduktivitasnya (Piluharto et al. 2012).
Polisulfon merupakan suatu polimer yang memiliki bobot molekul yang besar,
mengandung gugus sulfonat dan inti benzena dalam suatu rantai polimer
utama. Polisulfon memiliki sifat kaku yang berasal dari ketidaklenturan dan
kekakuan gugus fenil dan SO2 (Pratomo 2003).

2
Peningkatan kinerja membran dapat dilakukan dengan cara membuat
membran komposit polisulfon tersulfonasi, salah satunya dengan penambahan
natrium alginat. Alginat merupakan polisakarida linear yang terdiri dari
monomer β-10-manuronat dan α-10-guluronat yang dihubungkan melalui
ikatan-1,4. Alginat menjadi sangat penting karena penggunaanya di berbagai
bidang industri. Polimer ini ionik dan hidrofilik sehingga larut dalam air dan
tidak stabil dalam larutan yang mengandung air (Shi et al. 1996). Membran
komposit mampu meningkatkan permeabilitas dan kekuatan mekanik yang
tinggi.
Berdasarkan hal-hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan sintesis dan
pencirian membran polisulfon tersulfonasi natrium alginat untuk
diapliaksikan sebagai DMFC dengan suhu sulfonasi 40 oC. Penambahan
natrium alginat berfungsi untuk meminimalkan methanol crossover.
Diharapkan membran yang diperoleh memiliki sifat fisis yang kuat,
biodegradabel, dan memiliki konduktivitas proton yang tinggi (Handayani et
al. 2007). Kinerja dan karakteristik membran diuji dengan mengukur
permeabilitas metanol, water uptake, spektrum inframerah, foto SEM, dan
konduktivitas proton

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah polisulfon, Na-alginat, asam sulfat
berasap yang mengandung 65% SO3 (oleum), gas nitrogen, kloroform teknis,
diklorometana teknis, metanol, NaOH teknis, HCl teknis, asam oksalat teknis,
larutan K3[Fe(CN)6] 1 mM, larutan Na2HPO4 1 mM, fenolftalein, dan air
deionisasi.
Alat-alat yang digunakan adalah peralatan kaca, oven, labu leher tiga,
piknometer, neraca analitik, SEM JEOL JSM 836 OLA, FTIR BRUCKER
TENSOR 27, dan impedance analyzer.

Sintesis Polisulfon Tersulfonasi (Modifikasi Xing et al. 2004)
Sebanyak 10 g polisulfon dilarutkan ke dalam kloroform sehingga
diperoleh larutan polisulfon 10% (b/v). Kemudian sebanyak 20 mL oleum
diteteskan secara bertahap dalam corong pisah yang dihubungkan dengan labu
leher tiga dengan dialiri gas nitrogen. Gas SO3 didorong oleh gas nitrogen
menuju larutan PSf. Larutan tersebut dipanaskan pada suhu 40 oC, lalu diaduk
menggunakan pengaduk mekanik dengan kecepatan skala 1 hingga homogen
selama 60 menit di ruang asam

3
Penentuan Derajat Sulfonasi (Modifikasi Martins 2007)
Derajat sulfonasi ditentukan dengan cara titrasi untuk mengetahui
tingkat keberhasilan sulfonasi. Sebanyak 0.1 g PSf direndam dalam NaOH 1
N sebanyak 10 mL selama 3 hari. Setelah 3 hari NaOH dititrasi dengan HCl
0.1 N menggunakan indikator fenolftalein sebanyak 3 tetes. Titik akhir titrasi
terjadi saat terjadi perubahan warna dari merah muda menjadi tidak berwarna
(Dhuhita dan Kusuma 2010). Derajat sulfonasi didapatkan melalui persamaan
DS =
Keterangan:
Vawal
Vakhir
N
BE

-

= Volume HCl blangko (L)
= Volume HCl sampel (L)
= Normalitas HCl (N)
= Bobot ekuivalen (g/ek)

Pembuatan Membran Polisulfon Tersulfonasi-Natrium Alginat (sPSfNatrium Alginat) (Modifikasi Handayani et al. 2007)
Na-Alginat sebanyak 2% dan 3% dari bobot polisulfon ditambahkan ke
dalam membran polisulfon tersulfonasi yang telah dilarutkan dalam 25 mL
diklorometana. Selanjutnya campuran diaduk pada suhu ruang dengan
menggunakan pengaduk magnet. Setelah larut sempurna dan tidak ada
gelembung, membran komposit dicetak di atas pelat kaca.

Pengukuran Bobot Jenis
Sampel dipotong dengan ukuran seragam. Bobot kosong piknometer
ditimbang (wo) dan dimasukkan sepotong sampel kemudian ditimbang
kembali (w1). Akuades ditambahkan ke dalam piknometer berisi potongan
sampel hingga tidak terdapat lagi gelembung udara, kemudian ditimbang
bobotnya (w2). Bobot piknometer berisi akuades juga ditimbang (w3). Suhu
air dan udara dicatat untuk menentukan faktor koreksi suhu. Bobot jenis
komposit natrium alginat diperoleh dari persamaan
d=

-

-

-

-

Keterangan:
d = Bobot jenis sampel (g/mL)
d1 = Bobot jenis air (g/mL)
da = Bobot jenis udara (g/mL)

Pengujian Water Uptake (Handayani 2008)
Membran komposit sPSf-Na alginat dikeringkan dalam oven dengan
suhu 120 oC selama 24 jam lalu ditimbang sebagai wkering. Setelah itu,

4
membran direndam dalam air deionisasi pada suhu ruang selama 24 jam.
Membran dikeluarkan dan dibersihkan dengan tisu, lalu ditimbang sebagai
wbasah. Penimbangan dilakukan untuk mengetahui selisih bobot membran pada
saat basah dan kering melalui persamaan
Water uptake (%) =

-

Pencirian Membran
Analisis Gugus Fungsi
Struktur sPSf Na-alginat diuji menggunakan spektrofotometer FTIR
dengan resolusi 4 dan payar 32. Pengujian bertujuan menentukan gugus
fungsi dalam membran sPS-Natrium Alginat (Handayani 2008).

SEM
Membran diuji menggunakan SEM untuk memberikan informasi
mengenai morfologi struktur permukaan dan penampang melintangnya. Dari
foto SEM juga dapat diperoleh data mengenai ukuran pori sehingga
keseragaman struktur membran dapat ditentukan (Pratomo 2003). Membran
sPSf-Na alginat dibekukan dengan nitrogen cair selama 10 menit kemudian
dipatahkan dan ditempelkan pada cell holder. Membran dilapisi dengan emas,
lalu dimasukkan ke dalam chamber dan dipotret permukaan serta penampang
melintangnya.

Pengukuran Konduktivitas Membran
Konduktivitas diukur menggunakan alat LCR meter (Gambar 1), di
Laboratorium Biofisika Membran, Departemen Fisika, FMIPA, IPB.
Membran dipotong dengan ukuran (6 х 1) cm2. Selanjutnya membran di apit
dengan elektrolit dan dihubungkan dengan kutub positif dan negatif pada alat,
sehingga diperoleh nilai konduktivitas membran. Prosedur yang sama
dilakukan menggunakan elektrode campuran besi-tembaga.

Gambar 1 Alat LCR meter
Membran yang digunakan saat pengukuran konduktivitas, diukur pula
ketebalannya menggunakan mikrometer digital. Tebal membran berbanding

5
lurus dengan jarak antara kedua elektrode karbon (l). Nilai konduktansi (G)
yang diperoleh dikonversi menjadi nilai konduktivitas per satuan jarak yang
disebut dengan nilai konduktivitas proton (σ) melalui persamaan
σ=G
Keterangan:
σ = Konduktivitas proton (S/cm)
A = Luas permukaan (cm2)
l = Jarak antar kedua elektrode (cm)
G = Nilai konduktivitas (S)

Uji Permeabilitas Metanol (Shin et al. 2005)
Permeabilitas metanol diamati secara kualitatif dari ada tidaknya
metanol yang berdifusi melalui membran. Sebuah bejana dengan 2
kompartemen (A dan B) yang di bagian tengahnya dihimpitkan membran.
Kompartemen A diisi dengan 160 mL metanol 0.3 M, kemudian posisi sistem
dibalik agar metanol berada di atas membran selama 30 menit. Permukaan
bawah membran dilap dengan tisu untuk menentukan ada tidaknya metanol
dan terdifusi melalui membran.

Uji Aplikasi Sistem DMFC
Konduktivitas dalam sistem sel bahan bakar diukur menggunakan 2
sistem bejana, yaitu sistem anode dan katode. Bejana pertama yang bertindak
sebagai anode diisi dengan 160 mL larutan metanol 0.3 M, sedangkan bejana
kedua yang bertindak sebagai katode diisi dengan 80 mL larutan K3[Fe(CN)6]
1 mM dan 80 mL larutan Na2HPO4. Membran direkatkan pada bagian tengah
kedua bejana tersebut, lalu dihubungkan dengan kutub positif dan kutub
negatif. Beda potensial diukur menggunakan alat voltmeter.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Polisulfon Tersulfonasi-Natrium Alginat
Sintesis membran polisulfon tersulfonasi dilakukan dengan cara
memasukkan gugus sulfonat kedalam struktur polisulfon yang berasal dari
agen pensulfonasi yakni oleum dengan bantuan gas nitrogen. Sulfonasi
dilakukan pada suhu 40 oC selama 60 menit di lemari asam. Gas nitrogen
digunakan karena bersifat lembam, sehingga tidak ikut bereaksi pada saat
digunakan untuk mendorong gas SO3. Terbentuknya polisulfon tersulfonasi
ditandai dengan perubahan warna larutan dari awalnya tidak berwarna
(Gambar 2a) menjadi agak kecokelatan (Gambar 2b).

6

(a)
(b)
Gambar 2 Polisulfon sebelum (a) dan sesudah (b) sulfonasi
Sulfonasi merupakan proses masuknya gugus sulfonat atau SO3H ke
dalam struktur benzena pada rantai polimer polisulfon (Pramono et al 2012).
Proses sulfonasi polisulfon terjadi melalui masuknya gugus S03H yang
berasal dari H2SO4 fuming ke dalam rantai polisulfon (Handayani et al 2007).
Proses sulfonasi bertujuan meningkatkan sifat hidrofilisitas dari membran
polisulfon. Semakin hidrofilik suatu membran, akan semakin banyak air yang
terserap dan berpengaruh pada peningkatan transpor proton oleh membran
tersebut.

7

Gambar 3 Reaksi sulfonasi polisulfon
Membran komposit polisulfon tersulfonasi (sPSf) dibuat dengan cara
menambahkan natrium alginat ke dalam membran sPSf. Konsentrasi natrium
alginat divariasikan, yakni 2% dan 3% dari bobot polisulfon. Membran
polisulfon dilarutkan menggunakan diklorometana lalu ditambahkan natrium
alginat dan dicetak. Sebelumnya natrium alginat dihaluskan hingga 40 mesh.
Hal ini dilakukan karena sifat natrium alginat yang polar sehingga sukar larut
dalam diklorometana. Membran sPSf memiliki warna putih (Gambar 4a),
sedangkan sPSf-natrium alginat 3% berwarna kuning kecoklatan (Gambar 4b).

8

(a)

(b)

Gambar 4 Membran sPSf (a) dan sPSf-natrium alginat 3% (b)
Derajat Sulfonasi (DS)
Derajat sulfonasi (DS) ditentukan untuk mengetahui banyaknya gugus
sulfonat yang tersubstitusi ke dalam rantai polisulfon. Semakin tinggi nilai DS,
berarti semakin banyak gugus sulfonat yang terbentuk dan membran tersebut
semakin hidrofilik sehingga akan mudah menghantarkan proton. Namun, jika
nilai DS terlalu tinggi, membran akan terlalu mudah larut dalam air sehingga
sifat mekaniknya akan menurun. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan
persentase hasil derajat sulfonasi sebesar 45.09 %. Data pendukung lain untuk
menjelaskan keberhasilan sulfonasi adalah spektrum FTIR dan foto SEM.

Water Uptake dan Permeabilitas Metanol
Pengujian water uptake pada membran untuk mengetahui karakteristik
membran dalam menyerap air. Semakin baik menyerap air maka membran
semakin bersifat hidrofilik. Membran yang bersifat hidrofilik akan semakin
mudah menghantarkan proton (Handayani et al. 2007). Namun jika nilai
water uptake terlalu besar akan menurunkan sifat mekanik dari membran
yang menyebabkan membran mudah larut dalam air.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan nilai water uptake
meningkat seiring dengan kenaikkan konsentrasi membran sPSf-Na alginat.
Pada membran PSf persentase water uptake sebesar 0.77 % sedangkan pada
membran yang telah disulfonasi, water uptake meningkat menjadi 1.59 %.
Pada membran sPSf-natrium alginat 2% persentase water uptake meningkat
hingga mencapai 4.89 % dan natrium alginat 3% meningkat hingga 8.43 %.
Penambahan natrium alginat pada membran sPSf akan meningkatkan nilai
water uptake hingga 74% dari membran sPSf. Hal ini dikarenakan afinitas
alginat yang tinggi terhadap air sehingga mampu meningkatkan nilai water
uptake pada membran komposit. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 5.

9

Water Uptake (%)

10
8
6
4
2
0
PSf

sPSf

sPSf-natrium
alginat 2%
Jenis Membran

sPSf-natrium
alginat 3%

Gambar 5 Water uptake pada membran PSf, sPSf, sPSf-Na alginat
Permeabilitas metanol diuji secara kualitatif untuk mengetahui adanya
methanol crossover. Methanol crossover merupakan proses difusi molekular
metanol dari anode menuju katode melalui membran (Putro 2013). Methanol
crossover pada membran untuk aplikasi DMFC sangat tidak diharapkan, hal
ini dikarenakan dengan adanya methanol crossover hanyak akan menurunkan
konduktivitas dari membran dan juga dapat berpengaruh terhadap borosnya
bahan bakar. Berdasarkan uji kualitatif yang telah dilakukan, tidak terjadi
methanol crossover pada membran sPSf-Na alginat, sehingga membran dapat
digunakan sebagai aplikasi sistem DMFC.

Bobot Jenis

Bobot Jenis (g/mL)

Bobot jenis membran sPSf meningkat seiring dengan penambahan
konsentrasi natrium alginat. Peningkatan bobot jenis ini dipengaruhi oleh
meningkatnya kerapatan sPSf oleh natrium alginat (Putra 2012). PSf memiliki
bobot jenis sebesar 1.2038 g/mL sedangkan pada sPSf bobot jenis meningkat
menjadi 1.2283 g/mL. Hal ini juga terjadi pada sPSf-Na alginat 2% dan 3%
yakni masing-masing sebesar 1.2386 g/mL dan 1.2442 g/mL. Penambahan
natrium alginat pada membran sPSf akan meningkatkan bobot jenis sebesar
1.055%. Kenaikan bobot jenis pada membran Psf,sPSf, maupun sPSf-natrium
alginat dapat dilihat pada Gambar 6.
1.25
1.24
1.23
1.22
1.21
1.2
1.19
1.18
PSf

sPSf

sPSf-natrium
alginat 2%
Jenis Membran

sPSf-natrium
alginat 3%

Gambar 6 Bobot jenis membran PSf, sPSf, dan sPSf-Na alginat

10
Ciri-ciri Membran
FTIR
Spektrum FTIR digunakan untuk mengetahui keberadaan gugus fungsi
SO3H dalam struktur polisulfon yang telah disulfonasi. Gambar 7
menunjukkan bahwa sulfonasi telah berhasil dilakukan, yang ditunjukkan
dengan munculnya serapan pada bilangan gelombang 1364 cm-1. Serapan
pada bilangan gelombang 1375-1300 cm-1 merupakan serapan vibrasi regang
dari gugus –SO3H (Pavia et al. 2001). Gugus sulfonat tertrisubtitusi 1,2,4pada posisi orto dari struktur benzena pada polisulfon. Hal ini ditandai dengan
adanya serapan pada bilangan gelombang 1725 cm-1 (Pavia et al. 2001).
Spektrum membran komposit tidak menunjukkan penambahan gugus baru.
Hal ini menandakan bahwa interaksi membran sPSf dengan natrium alginat
hanya interaksi fisik.
9 3.0

L ab orato ry Tes t Res u l t

80
70
60
50
%T

40

P SF

30

SP SF
A lg in at
SP SF-A lg i nat 3%

20
10

-3.0
4 00 0.0

3 00 0

2 00 0

1 50 0

1 00 0

4 50 .0

cm-1

Gambar 7 Analisis FTIR PSf (-), sPSf (-), sPSf-Na alginat 3% (-), dan natrium
alginat (-)
SEM
Permukaan pada membran dapat dianalisis menggunakan scanning
electron microscope (SEM) dengan perbesaran 10000 kali. Berdasarkan hasil
analisis SEM, Gambar 8a menunjukkan permukaan membran PSf yang
kurang homogen dibandingkan Gambar 8b yaitu membran sPSf. Hal ini
dikarenakan adanya gugus sulfonat yang masuk membuat membran lebih
bersifat hidrofilik sehingga menyebabkan larutan menjadi lebih homogen.
Adanya penambahan komposit natrium alginat (8c) membuat permukaan
membran menjadi lebih kasar yang ditandai dengan terbentuknya gumpalan
(lingkaran kuning). Hal ini dapat dibuktikan dari penampang melintang
membran. Gambar 8d menunjukkan bahwa struktur polisulfon bersifat kaku,
terlihat dari penampang melintang yang menjari. Setelah disulfonasi membran
PSf menjadi lebih amorf, terlihat pada Gambar 8e pori-pori membran semakin
melebar, inilah yang menyebabkan membran semakin halus dan homogen.
Setelah adanya penambahan natrium alginat permukaan membran menjadi
lebih kasar, terlihat dari penampang melintang pada Gambar 8f yang
disebabkan karena natrium alginat yang kurang larut sempurna. Sifat dari
natrium alginat adalah polar, sehingga sangat sukar larut dalam pelarut semi
polar, bahkan nonpolar (Kosman 2011). Membran sPSf-Na alginat merupakan

11
membran non pori atau nonporous, sehingga sangat baik digunakan dalam
aplikasi sistem DMFC, karena hanya proton yang akan melewati membran,
sedangkan molekul tidak (Anto 2013).

a

b

d

e

c

f

Gambar 8 Permukaan membran PSf (a), sPSf (b), dan sPSf-alginat 3% (c) serta
penampang melintang PSf (d), sPSf (e), dan sPSf-alginat 3% (f)
dengan perbesaran 10000 kali

Konduktivitas Proton
Pengujian konduktivitas proton membran menggunakan alat impedance
analyzer LCR meter menggunakan elektrode karbon dan logam. Elektrode
logam yang digunakan adalah elektrode campuran tembaga-besi. Uji
konduktivitas proton ini dilakukan pada membran PSf, sPSf, sPSf-Na alginat
2%, dan sPSf-natrium alginat 3%. Sebelumnya masing-masing membran
diaktivasi terlebih dahulu menggunakan H2O2 dan H2SO4. Aktivasi membran
berfungsi untuk mengaktifkan gugus-gugus penghantar proton agar diperoleh
nilai konduktivitas proton yang semakin baik (Anggraini 2013). Nilai
konduktivitas membran sebelum diaktivasi akan dibandingkan dengan
membran yang telah diaktivasi. Hasil uji konduktivitas proton ditunjukkan
pada Gambar 9.

Nilai Konduktivitas (
S/cm)

12

1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
PSf

sPSf

sPSf-natrium sPSf-natrium
alginat 2% alginat 3%
Jenis Membran

Gambar 9 Nilai konduktivitas membran nonaktivasi menggunakan elektrode
karbon ( ) dan logam ( ), serta membran aktivasi menggunakan
elektrode karbon ( ) dan logam ( )
Membran komposit natrium alginat 3% menggunakan elektrode
campuran logam tembaga-besi teraktivasi menghasilkan nilai konduktivitas
yang paling tinggi, yakni sebesar 1.0634 x 10-3 S/cm. Penggunaan elektrode
campuran logam tembaga-besi meningkatkan nilai konduktivitas, dikarenakan
sifat logam itu sendiri yang bertindak sebagai konduktor, selain itu perlakuan
aktivasi terhadap membran juga meningkatkan nilai konduktivitas pada
membran tersebut. Penggunaan elektrode karbon dalam pengukuran,
menghasilkan nilai konduktivitas yang kecil, hal ini dikarenakan sifat karbon
yakni semikonduktor, sehingga kurang baik dalam menghantarkan elektron.
Sehingga dapat disimpulkan membran komposit natrium alginat 3%
teraktivasi memiliki nilai konduktivitas paling tinggi yakni sebesar 1.0634 x
10-3 S/cm. Namun nilai konduktivitas ini masih sangat kecil dibandingkan
dengan konduktivitas nafion yang mencapai 0.082 S/cm ( Handayani 2008 ).

Uji Aplikasi Sistem DMFC
Direct methanol fuel cell (DMFC) merupakan salah satu tipe polymer
electrolite membrane fuel cell (PEMFC) yang menggunakan metanol sebagai
bahan bakar. Uji aplikasi sistem DMFC ini menggunakan kompartemen yang
terdiri atas 2 bejana, yakni bejana A berisi larutan metanol yang akan
bertindak sebagai anode, sedangkan bejana B akan berisi campuran Na2HPO4
dan K3[Fe(CN)6]. Bahan bakar yang digunakan adalah metanol, karena
metanol dapat dijadikan sumber hidrogen yang nantinya hidrogen tersebut
akan dihantarkan ke katode melalui membran elektrolit agar dibagian anode
terdapat kumpulan elektron dan dibagian katode terdapat kumpulan proton
yang dapat menghasilkan beda potensial sehingga mampu menghasilkan arus
listrik. Kompartemen untuk aplikasi sistem DMFC dapat dilihat pada Gambar
10.

13

Gambar 10 Kompartemen aplikasi sistem DMFC
Dengan menggunakan elektrode karbon, membran sPSf-natrium alginat
3% memiliki nilai beda potensial yakni 0.159 volt, sedangkan membran PSf,
sPSf, dan sPSf–natrium alginat 2% menghasilkan nilai beda potensial
berturut-turut sebesar 0.130, 0.140, dan 0.151 volt. Nilai beda potensial pada
membran yang diukur dengan menggunakan elektrode logam. Nilai beda
potensial tertinggi ialah untuk sPSf-Na alginat 3% yaitu 0.409 volt, sedangkan
untuk PSf, sPSf, dan sPSf-Na alginat 2% berturut-turut sebesar 0.305, 0.335,
0.405 volt. Penggunaan elektrode logam mampu meningkatkan nilai beda
potensial, dikarenakan adanya beda potensial tambahan yang terjadi pada
logam tersebut. Reaksi yang terjadi pada anode adalah oksidasi metanol yang
akan menghasilkan hidrogen, CO2, dan elektron. Hidrogen yang dijadikan
sebagai sumber proton akan dihantarkan ke katode melalui membran
elektrolit, sehingga pada anode hanya terdapat tumpukan elektron yang akan
mengalir ke katode dan menghasilkan beda potensial. CO2 yang dihasilkan
berada dalam bentuk gas, sehingga akan sangat mudah untuk menguap. Pada
katode terjadi reaksi reduksi larutan K3[Fe(CN)6], dimana Fe3+ berubah
menjadi Fe2+. Penggunaan elektrode tembaga-besi akan meningkatkan beda
potensial. Hal ini dikarenakan Fe3+ yang tereduksi akan mengoksidasi Fe
menjadi Fe2+ yang berasal dari elektrode yang digunakan. Hal ini ditandai
dengan adanya endapan hijau yang menempel pada elektrode besi. Berikut
reaksi yang terjadi pada aplikasi sistem DMFC
Anode: CH3OH + H2O  CO2 + 6H+ + 6eKatode: / O2 + 6H+ + 6e-  3H2O
Total: CH3OH + / O2  CO2 + 2H2O (Hendrana 2007)
Penambahan natrium alginat pada membran mampu meningkatkan
beda potensial, dikarenakan sifat natrium alginat yang hampir sama dengan
sifat air, yakni hidrofilik sehingga mampu menghantarkan proton. Namun
dapat dilihat berdasarkan data yang diperoleh, adanya penambahan alginat
tidak terlalu memengaruhi nilai konduktivitas, terlihat dari sebelum dan
setelah ditambahkan natrium alginat nilai konduktivitas tidak terlalu
meningkat. Penambahan alginat ini sendiri lebih menekankan pada kekuatan
mekanik membran dikarenakan sifat alginat yang bertindak sebagai lapisan

14

Beda Potensial
(volt)

membran. Namun alginat berpotensi sebagai media dehidrasi etanol
dikarenakan afinitasnya tinggi terhadap air (Shao & Huang 2007). Gambar 11
merupakan hasil pengukuran beda potensial menggunakan voltmeter.
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
PSf

sPSf

sPSF-natrium sPSf-natrium
alginat 2%
alginat 3%

Jenis Membran
Gambar 11 Nilai beda potensial tiap membran karbon (-) dan logam (-)

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Membran komposit polisulfon tersulfonasi-natrium alginat dapat
dikatakan terbentuk pada suhu 40 oC. Nilai derajat sulfonasi yang diperoleh
sebesar 45.09%. Hasil FTIR dan SEM juga mendukung keberhasilan dari
proses sulfonasi yakni munculnya serapan vibrasi regang dari gugus –SO3H
pada bilangan gelombang 1725 cm-1. Adanya penambahan natrium alginat
sebanyak 3% mampu meningkatkan nilai konduktivitas dan beda potensial
berturut-turut sebesar 1.0634 x 10-3 S/cm dan 0.409 volt menggunakan
elektrode campuran tembaga-besi. Methanol crossover tidak terjadi, hal ini
dibuktikan dengan tidak adanya metanol yang terserap ke sisi bagian
permukaan membran, sehingga dapat dikatakan membran polisulfon
tersulfonasi-natrium alginat baik untuk digunakan sebagai aplikasi Direct
Methanol Fuel Cell (DMFC).
Saran
Sebaiknya perlu dilakukan proses polisulfon tersulfonasi-natrium
alginat dengan variasi konsentrasi dan variasi suhu. Selain itu perlu dilakukan
analisis termal untuk mengetahui ketahanan termal dari membran. Serta
mencari alternatif polimer lain, selain polisulfon untuk meminimumkan biaya.

15

DAFTAR PUSTAKA
Anggraini Y. 2013. Membran komposit polistirena tersulfonasi-natrium
alginat untuk aplikasi Direct Methanol Fuel Cell [Skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Anto R. 2013. Membran komposit kitosan-natrium alginat untuk aplikasi
Direct Methanol Fuel Cell [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Dhuhita A, Kusuma DA. 2010. Karakterisasi dan uji kinerja SPEEK, eSMM,
dan Nafion untuk aplikasi Direct Methanol Fuel Cell [skripsi].
Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Handayani S. 2008. Membran elektrolit berbasis polieter-eter keton
tersulfonasi untuk Direct Methanol Fuel Cell suhu tinggi [disertasi].
Depok (ID): Universitas Indonesia.
Handayani S. Purwanto WW, Dewi EL, Soemanto RW. 2007. Sintesis dan
karakterisasi membran elektrolit polieter eter keton tersulfonasi. Jurnal
Sains Materi Indonesia. ISSN: 1411-1098.
Hendrana S. 2007. Pengembangan Membran Polimer untuk Proton Exchange
Membrane Fuel Cell (PEMFC). Jakarta (ID): Pusat Penelitian Fisika,
LIPI.
Kardono. 2008. Potensi Pengembangan Biofuel Sebagai Bahan Bakar
Alternatif. Seminar Nasional Teknik Pertanian; 2008 Nov 18-19;
Yogyakarta, Indonesia. Yogyakarta (ID): Pusat Teknologi Badan
Pengkajian dan Penerapan Teknologi. hlm 1-22.
Kosman R. 2011. Pemurnian natrium alginat dari Sargassum duplicatum J.G.
Agardh, Turbinaria decurrens (Bory) dan Turbinaria ornate (Turner) J.
Argardh asal Perairan Ternate, Maluku Utara. Majalah Farmasi dan
Farmakologi. 15(1): 30-34.
Martins CR, Hallwass F, Almeida YMB, Paoli MA. 2007. Solid-state 13C
NMR analysis of sulfonated polystyrene. Ann Magn Reson 6: 46-55.
Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS. 2001. Introduction to Spectroscopy.
Washington (US): Thomson Learning, Inc.
Peixiang et al. 2004. Synthesis and characterization of sulfonated poly (ether
ether ketone) for Proton Exchange Membrane. J Membrane Science.
229: 95-106.
Piluharto B, Cynthia L, Tanti H. 2012. Pengembangan membran penukar
proton berbasis polisulfon tersulfonasi untuk aplikasi Direct Methanol
Fuel Cell (DMFC) [laporan]. Jember (ID): Universitas Jember.
Pramono E, Aris W, priyadi, Jati W. 2012. Pengaruh derajat sulfonasi
terhadap degradasi termal polistirena tersulfonasi. Indonesian Journal of
Applied Physics. 2(2): 157-163.
Pratomo H. 2003. Pembuatan dan karakterisasi membrane komposit
polisulfon selulosa asetat untuk proses ultrafiltrasi. Jurnal Pendidikan
Matematika dan Sains. 3(7): 168-173.
Putro AS. 2013. Membran komposit kitosan-zeolit untuk aplikasi Direct
Methanol Fuel Cell [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

16
Shi YQ, wang XW, Chen GW. 1996. Pervaporation characteristics and
solution diffusion behaviors through sodium alginate dense membrane.
Journal of Applied Polymer Science. 68: 959-968.
Shin JP, Chang BJ, Kim JH, Le SB, Suh DH. 2005. Sulfonated
polystyrene/PTFE composite membrane. Journal of membrane science
251: 247-254.
Suka IG, Wasinton S, Eniya LD. 2010. Pembuatan membran polimer
elektrolit berbasis polistiren akrilonitril (SAN) untuk aplikasi Direct
Methanol Fuel Cell (DMFC). Jurnal Natur Indonesia. 13(1): 1-6

17

LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Polisulfon

Sintesis membran
polisulfonNatrium Alginat
tersulfonasi

Membran

Pencirian
Membran

sPSf

1. FTIR
2. SEM

Kinerja
Membran

1. Pengukuran Bobot
molekul
2. Penentuan Derajat
Sulfonasi
3. Pengujian Water
Uptake
4. Pengukuran
Konduktivitas pada

Uji Aplikasi
DMFC

18
Lampiran 2 Penentuan Derajat Sulfonasi
Ulangan

Bobot membran (g)

VHCl (mL)

VNaOH
(mL)

awal

akhir

terpakai

Derajat Sulfonasi (%)

1

0.1000

10.00

0.00

9.20

9.20

40.21

2

0.1019

10.00

9.20

18.30

9.10

47.36

3

0.1012

10.00

18.30

27.40

9.10

47.68

Rerata

Contoh Perhitungan ( Ulangan 2)
Diketahui:
Volume Awal = Volume HCl blangko= 9.70 mL= 0.0097 L
Volume Akhir = Volume HCl Terpakai = 9.20 mL= 0.0092 L
NHCl = 1.004 N
BE SO3 = 80.06 g/ek
DS =
=

-

-

DS = 40.21 %

45.09

19
Lampiran 3 Penentuan nilai Water Uptake
Jenis membran

Ulangan

PSf

sPSf

sPSf-Na alginat
2%

sPSf-Na alginat
3%

Bobot membran (g)

Rerata Water
Uptake
(%)

Kering

Basah

(%)

1

0.0291

0.0293

0.69

2

0.0382

0.0385

0.79

3

0.0475

0.0479

0.84

1

0.0291

0.0295

1.37

2

0.0234

0.0238

1.71

3

0.0239

0.0243

1.67

1

0.0176

0.0184

4.55

2

0.0087

0.0093

6.90

3

0.0124

0.0128

3.23

1

0.0172

0.0189

9.88

2

0.0259

0.0278

7.34

3

0.0186

0.0201

8.06

Contoh perhitungan (membran sPSf ulangan 2 )
Water Uptake (%) =
=

Water Uptake

-

–

Water Uptake = 1.71 %
Rerata Water Uptake =
= 1.59

0.77

1.59

4.89

8.43

20
Lampiran 4 Penentuan bobot jenis membran
Jenis
Membran

Bobot, w (gram)

Ulangan
wo

PSf

sPSf

sPSf-Na
alginat
2%
sPSf-Na
alginat
3%

w1

Densitas, d (g/mL)
w3

d1

da

d

1

20.2273

20.2307

44.4992

44.4986

0.99805

0.00125

1.2116

2

20.2273

20.2314

44.4993

44.4986

0.99805

0.00125

1.2033

3

20.2273

20.2308

44.4992

44.4986

0.99805

0.00125

1.2043

1

20.2271

20.2292

44.5022

44.5018

0.99805

0.00125

1.2326

2

20.2271

20.2287

44.5021

44.5018

0.99805

0.00125

1.2281

3

20.2271

20.2299

44.5023

44.5018

0.99805

0.00125

1.2147

1

20.2304

20.2361

44.4803

44.4792

0.99875

0.00125

1.2391

2

20.2286

20.2378

44.4560

44.4543

0.99875

0.00125

1.2267

3

20.2344

20.2359

44.4875

44.4872

0.99875

0.00125

1.2500

1

20.2415

20.2454

44.4909

44.4901

0.99875

0.00125

1.2562

2

20.2378

20.2440

44.4873

44.4861

0.99875

0.00125

1.2381

3

20.2423

20.2454

44.4867

44.4861

0.99875

0.00125

1.2381

Contoh Perhitungan (Membran sPSf-natrium alginat 3% ulangan 3)
d=

-

-

-

-

=

Rerata d

w2

-

-

d = 1.2381 g/mL

Rerata =
= 1.2441 g/mL

-

-

1.2064

1.2251

1.2386

1.2441

21
Lampiran 5 Hasil analisis FTIR
Bilangan gelombang membran (cm-1)

Gugus fungsi
PSf

sPSf

sPSf-alginat 3%

Ikatan C=C pada cincin aromatik

1586.40-1488.71

1586.64-1488.57

1589.03-1484.25

Ikatan C-H pada cincin aromatik

3093.51-3067.57

3094.73-3067.58

3094.41-3067.54

1250.01

1249.18

1255.07

-

1724.29

1725.13

Ikatan C-O pada eter
Cincin aromatik tertrisubstitusi
1,2,4Ikatan S=O asimetrik

1323.58

1323.53

-

Ikatan S=O simetrik

1153.34

1151.66

1148.49

Lab orato ry Test Resu l t

7 7.0
70
1747.21
3711.27
3593.80

60

3541.57
3551.64

50

918.45

2080.08
2653.13
2410.65

3163.95

2041.37

2449.23
2595.75

3643.94

945.35
962.07

1774.87

1904.24

3652.03

665.17

1386.53

3093.51
3036.78

40

461.46

621.25
795.48

635.89
740.58

3067.57
2934.21

%T 3 0

PSf

756.38

1363.94

2873.29

1410.56

20

715.86

1206.33
2968.45

1080.87
1014.14

10

693.05
853.74

0

1323.58

1586.40
1488.71

-12 .0

1504.27

4 00 0.0

3 00 0

2 00 0

873.84

1107.12
1294.77 1153.34
1169.72
1250.01

1 50 0

559.53

834.92

1 00 0

4 50 .0

cm-1

7 0.8

Lab orato ry Test Resu l t

60

2654.48
2692.44
2732.36

3901.70

50

3162.80

2592.79

3555.38
3658.09

40

2178.49
2280.62

2409.62

918.55
945.52

2080.35
1774.25
2041.11

463.51

961.64

2450.15

30
1904.28

2892.56
3094.41

%T

sPSf

1725.13
621.26
795.45

20
3036.67
3067.54 2873.06

666.97
1386.53

10

2934.06

635.80

1364.02
739.74
1410.69

0
2967.56

-10

1484.25

-14 .5
4 00 0.0
8 8.0

80

1014.21
1206.33
693.98
871.37
1080.84
562.82
1255.07
838.57
1110.68
715.75
1291.26
1148.49
852.77

1589.03

3 00 0

2 00 0

1 50 0

1 00 0

cm-1

3902.75

70
60
50
40

3628.77
3547.15

3164.20

963.08
945.21
917.66

2221.30
1775.99
2594.49
2078.57
2447.42
2041.30
2411.09
1902.82
1724.29

3094.73
3067.58
3036.72
2934.38
2872.96

4 50 .0
Lab orato ry Test Resu l t

465.03

795.64
1386.59
1364.00

664.95
635.86

sPSf-Na alginat 3%

740.30

%T
1410.70

30

715.90
1206.17
1080.84
692.98
1488.57
1169.81
1151.66
853.80
1014.21
1323.53
873.90
1586.64
1294.73 1107.37
835.14
559.23
1503.96
1249.18

20
2968.27

10
0
-10
-14 .0
4 00 0.0

3 00 0

2 00 0

1 50 0
cm-1

1 00 0

4 50 .0

22
Lampiran 6 Nilai konduktivitas membran
Jenis
elektroda

Konduktans (x10-3 S)

Konduktivitas (x10-3 S/cm)

Jenis Membran

Tebal (cm)

Luas
(cm2)

nonaktivasi

Aktivasi

nonaktivasi

Aktivasi

PSf

0.008

5.31

155.77

176.95

0.2337

0.2666

sPSf

0.005

5.31

318.32

322.24

0.2997

0.3034

sPSf-Na alginat 2%

0.007

5.31

263.89

331.74

0.3479

0.4373

sPSf-Na alginat 3%

0.008

5.31

281.98

357.64

0.4248

0.5388

PSf

0.008

4.72

297.73

303.25

0.5046

0.5140

Karbon

sPSf

0.005

4.72

515.73

546.71

0.5463

0.5791

sPSf-Na alginat 2%

0.007

4.72

555.26

578.11

0.8235

0.8574

sPSf-Na alginat 3%

0.008

4.72

595.66

627.41

1.0096

1.0634

Logam

Contoh perhitungan membran PSf nonaktivasi, elektrode campuran)
σ=G
= 297.73 х
σ = 0.5046 S/cm
Keterangan :
σ
l
A
G

: konduktivitas proton (S/cm)
: jarak antara kedua elektrode (cm)
: luas permukaan (cm2)
: Nilai konduktansi (S)

Parameter:
Frekuensi
CC
V-lim
Range
Open
Short

: 100.00 kHz
: 1.00 mA
: 10 mV
: Auto 10 Ω
: Off
: Off

23
Lampiran 7 Data beda potensial
Elektrode

Karbon

Logam

Jenis Membran

Konduktans (S)

R (ohm)

V(Volt)

I (Ampere)

P(watt)

PSf

0.1770

5.613

0.130

0.0230

0.0030

sPSf

0.3222

3.1033

0.140

0.0451

0.0063

sPSf-Na alginat 2%

0.3317

3.0148

0.151

0.0501

0.0076

sPSf-Na alginat 3%

0.3576

2.7964

0.159

0.0569

0.0090

PSf

0.3033

3.2976

0.305

0.0925

0.0282

sPSf

0.5467

1.8291

0.335

0.1831

0.0614

sPSf-Na alginat 2%

0.5781

1.7298

0.405

0.2341

0.0948

sPSf-Na alginat 3%

0.6274

1.939

0.409

0.2566

0.1050

24

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 9 Maret 1993 dari ayah Drs.
B. Hadi Sutanto dan ibu Euis Sri Sugiarti, SPd. Penulis adalah anak pertama
dari dua bersaudara. Penulis lulus SMA Negeri 86 Jakarta pada tahun 2010
dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian
Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima
di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum
Kimia B pada tahun ajaran 2012/2013 dan 2013/2014 serta asisten praktikum
Kimia Fisik Layanan pada tahun ajaran 2012/2013. Penulis juga aktif
mengajar di sebuah sekolah swasta SMP Makarya Tangerang sebagai guru
mata ajaran Ilmu Pengetahuan Alam untuk kelas 3 SMP. Penulis juga aktif
dalam organisasi Himpro Imasika (Ikatan Mahasiswa Kimia) sebagai staff
Departemen Pengembangan Kimia dan Seni tahun kepengurusan 2011/2012
dan sebagai Kepala Departemen Pengembangan Kimia dan Seni tahun
kepengurusan 2012/2013. Bulan Juli-Agustus penulis melaksanakan Praktik
Lapangan di PT Krakatau Steel Cilegon, dengan judul laporan Verifikasi
Metode Analisis Logam Fe dalam Air Limbah Hyl-III PT Krakatau Steel
Menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom Teknik Nyala.