Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Teknologi Direct Merhanol Fuel Cell (DMFC) merupakan teknologi fuel cell yang mengalami kemajuan pesat saat ini. Pengujian kinerja sistem DMFC terhadap berbagai kondisi operasi perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya guna mendapatkan kondisi operasi yang optimal. Pengujian kinerja sistem DMFC dilakukan dengan cara uji single cell dengan menggunakan MEA komersil dari fuelcellstore.com.Dalam skripsi ini akan dilakukan percobaan untuk mengetahui pengaruh perubahan kondisi operasi terhadap kinerja DMFC, yaitu Suhu, konsentrasi metanol, Iaju alir metanol dan laju alir oksigen. Selain itu juga dibandingkan kinerja sistem DMFC hasil penelitian ini dengan sistem DMFC hasil penelitian yang sebelumnya.Dari hasil pengujian yang dilakukan terhadap kinerja sistem DMFC maka didapatkan bahwa semakin tinggi suhu, kinerja DMFC akan semakin tinggi. Tetapi hal ini dibatasi oleh adanya tahanan proton dari membran. Semakin tinggi suhu, tahanan proton membran akan semakin tinggi. Suhu optimal adalah 70°C. Semakin tinggi konsentrasi metanol, kinerja DMFC semakin tinggi. Tetapi hal ini dibatasi oleh adanya metanol crossover. Semakin tinggi suhu konsentrasi, merhanol crossover semakin tinggi juga konsentrasi metanol optimal adalah 1 M dan 2 M.Semakin tinggi laju alir metanol dan Iaju alir oksigen, kinerja DMFC akan semakin turun. Open circuit votrage yang dapat dihasilkan pada percobaan ini sebesar 340 mV serta power density yang dihasilkan sekitar 2 mW/cm2."

"Fuel Cell adalah sebuah electrochemical device yang dapat mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik. Salah satu jenis fuel cell adalah Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). Permasalahan utama pengembangan DMFC adalah lambatnya kinetika elektrokimia di sisi katoda dan anoda yang berbasis logam Platina (Pt). Khusus di sisi katoda, aktivitas reaksi reduksi oksigen / oxygen reduction reaction (ORR) masih rendah dan terjadi methanol crossover. Methanol crossover adalah proses difusi metanol dari anoda, melewati membran menuju katoda sebagai akibat gradien konsentrasi metanol (konsentrasi metanol di anoda lebih tinggi daripada di katoda) dan electro-osmotic drag (pergerakan proton dari anoda ke katoda dengan menarik molekul air akibat medan listrik). Metanol yang berdifusi teradsorb pada katoda, sehingga pada katoda terjadi reaksi reduksi oksigen dan oksidasi metanol secara kontinyu. Mixed potential yang terjadi akibat kedua reaksi tersebut menyebabkan penurunan voltase sel. Untuk meningkatkan kinerja DMFC, disintesis elektrokatalis katoda Pt-Cr/C. Logam Cr bersifat tahan terhadap kehadiran metanol di katoda (high methanol tolerance). Dengan tersubstitusinya sebagian Pt oleh Cr pada alloy Pt-Cr/C diharapkan mampu meminimalisasi oksidasi metanol pada katoda, sehingga pengaruh mixed potential terhadap penurunan voltase sel dapat dikurangi. Selain itu ketika terbentuk alloy PtCr/C, elektrokatalis memiliki oxygen vacancies atau defect yang cukup sehingga dapat memfasilitasi pengikatan dan disosiasi oksigen. Spesi oksigen aktif ini akan meningkatkan aktivitas reaksi reduksi oksigen.. Logam Cr yang digunakan sebagai pensubstitusi Pt adalah logam golongan transisi yang harganya lebih murah dari Pt sehingga komponen biaya elektrokatalis dapat dikurangi."

"Salah satu masalah utama dalam mencapai konversi yang efisien dari bahan bakar metanol menjadi energi listrik melalui sebuah Direct Methanol Fuel cell (DMFC) adalah adanya kinetic losses pada proses oksidasi katalisis metanol di anoda. Pt-Ru sebagai katalis yang paling baik untuk anoda sementara ini, masih memerlukan perbaikan terutama peningkatan ketahanan Pt terhadap CO teradsorp yang masih kurang baik Di samping itu penggunaan Pt menyebabkan harga elektroda tinggi dan merupakan komponen terbesar biaya fabrikasi DMFC. Tujuan penelitian ini adalah untuk menemukan solusi permasalahan di atas, dimana akan dilakukan sintesis katalis anoda trimetal Pt-Ru-Cr dengan support karbon. Penggunaan Cr sebagai logam transisi dengan harga lebih murah diharapkan dapat mensubstitusi kandungan Pt dalam elektroda. Cr memiliki sifat oxophilic sehingga aktif membentuk spesi OH teradsorp yang memiliki peran vital dalam mengoksidasi lanjut CO teradsorp dalam Pt menjadi CO2. Sintesis katalis ini dilakukan dengan metode presipitasi koloidal menggunakan starting material garam-garam klorida dan reduktan Lithium Borohydride. Selanjutnya katalis anoda dan katoda digabungkan dengan membran untuk membentuk membrane electrode assembly (MEA) yang akan diinstalasikan pada unit DMFC. Selanjutnya aktivitas katalis anoda pada DMFC akan dikirakterisasi melalui uji aktivitas eLktrokimia sel tunggal untuk mengetahui kinerja DMFC. Preparasi katalis menghasilkan tiga komposisi katalis trimetal Pt-Ru-Ci dengan kandungan Pt semakin berkurang dan kandungan Cr semakin bertambah. Hasil karakterisasi katalis dengan XRF menunjukkan bahwa katalis masih mengandung pengotor klorida. Pada uji aktivitas eiektrokimia sel tunggal menggunakan katalis anoda Pt-Ru-Cr didapatkan tega-ngan maksimum 492 - 546 mV dan densitas energi maksimum 0.63 - 4.62 mW. Kinerja DMFC terbaik didapatkan pada katalis anoda hasil preparasi Pt-Ru-Cr 1:1:1 yand densitas energi maksimum sebesar 4,2 mW/cm2 pada 220 mV dan 19.1 mA/cm2. Kinerja ini lebih baik dari katalis anoda Pt-Ru yaitu densitas energi maksimum 0.84 mW/cm2 pada 156 mV dan 5.38mA."

"Elektrokatalis Pt-Ru-Mo/C dan Pt-Ru-Cr/C yang dibuat berdasarkan metode Seol Ah Lee, dkk. yang telah dimodifikasi ingin diteliti lebih lanjut dalam peranannya sebagai anoda Dtrect Methanol Fuel Cell (DMFC). Diharapkan penggunaan logam ketiga, Mo dan Cr, dapat mengurangi peracunan oleh senyawa intermediate (-CO ads) pada permukaan logam paduan berbasis Pt Oleh karena itu dibuat dua buah sampel dengan loading Pt yang sama yaitu I mg/cm2, agar dapat dilihat efek kehadiran Mo dan Cr sebagai logam ketiga (M) dalam Pt-Ru-M/C dalam MEA dengan luasan 6,5 cm, Karakterisasi elektrokatalis dilakukan dengan XRF dan XRD. Modifikasi prosedur berhasil mengurangi kandungan Cl dalam sampel. Hal ini ditunjukkan oleh hasil XRF untuk kandungan Cl, yaitu 16,2940 % berat untuk Pt-Ru-Cr/C. Sedangkan dalam Pt-Ru-Mo/C sebesar 8,5257 % berat. Sedangkan hasil XRD menunjukkan di Pt-Ru-Mo/C terdapat Mo dan MoCis sedangkan untuk elektrokatalis Pt-Ru-Cr/C terdapat Pt, Ru dan CrCh. Selain itu dilakukan uji setengah sel dengan dilakukan pada suhu ruang (25"C) dengan larutan elektrolitnya rnerupakan campuran I M H2SO-1 dan 0,5 M CH3OH Elektroda kerja menggunakan lempengan platina ( 1,5 cm2 ) yang telah dilapisi dengan bubuk elektrokatalis. proses pengelemannya menggunakan lem autoseal yang tahan pada kondisi asam. Untuk elektrode pembantu (counter electrode) menggunakan Pt. Sedangkan electrode referensi digunakan Ag/AgCI. Lalu dilakukan..."

"Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) atau Sel Bahan Bakar Metanol Langsung, yang dapat mengkonversi energi kimia secara langsung menjadi energi listrik merupakan teknologi yang mulai berkembang pesat saat ini. Sebagai alat penghasil energi yang bekerja sangat efisien dan hampir tanpa emisi, maka pengembangan teknologi ini diharapkan mampu mengatasi kebutuhan energi yang semakin meningkat dewasa ini. Program Studi Teknik Kimia Universitas Indonesia telah memulai riset mengenai Sel Bahan Bakar jenis DMFC di awal tahun 2004. Namun, dalam perkembangannya sampai saat ini masih belum dihasilkan kinerja yang optimal dari sistem DMFC yang telah dibuat. Permasalahan yang terjadi adalah masih rendahnya densitas arus dan energi yang dihasilkan yang diperkirakan karena masih besarnya resistansi elektroda dan rendahnya aktivitas katalis komersial. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan densitas arus dan energi dari sistem DMFC dengan melakukan fabrikasi cell stack baru berbahan grafit dengan variasi pada open ratio dari flowfield dan fabrikasi Membrane Electrode Assembly (MEA) dengan katalis komersial dari E-TEK dengan variasi kandungan Nafion serta loading katalis anoda. Tahapan riset yang dilakukan meliputi: desain cell stack, fabrikasi cell stack, fabrikasi membrane electrode assembly (MEA), set-up sistem DMFC, dan uji sel tunggal untuk mengetahui kinerja DMFC. Fabrikasi cell stack menghasilkan dua buah cell stack berbahan grafit dengan variasi open ratio masing-masing adalah 80.3% dan 73.1%. Fabrikasi MEA telah membuat tiga buah MEA yang dipakai dalam penelitian kali ini dengan variasi kandungan Nafion 20 dan 40 wt% serta loading 3 dan 4 mg Pt-Ru/cm2. Metode brush coating katalis pada GDL memiliki efisiensi penguasan katalis rata-rata sebesar 70%. Dari hasil uji sel tunggal diketahui bahwa cell stack yang memiliki kinerja terbaik adalah yang memiliki open ratio 80.3% dengan densitas energi 25 mW/cm2 sedangkan open ratio 73.1% sebesar 14 mW/cm2. Kandungan Nafion yang memiliki kinerja terbaik adalah sebesar 40 wt% dengan densitas energi 19 mW/cm2 sedangkan kandungan Nafion 20% sebesar 6 mW/cm2. Kenaikan loading dari 3 mg Pt-Ru/cm2 ke 4 mg Pt-Ru/cm2 menunjukkan peningkatan densitas energi DMFC dari 16 mW/cm2 menjadi 18 mW/cm2. Bila dibandingkan dengan hasil riset intemasional, kinerja DMFC penelitian ini masih setengah kalinya bila dilihat dari sisi densitas energi yang dihasilkan, yaitu dengan densitas energi maksimum sebesar 24.75 mW/cm2 sedangkan hasil riset intemasional telah mencapai 39.42 mW/cm2 pada kondisi operasi yang sama."

"Perkembangan DMFC saat ini menyatakan bahwa elektrokatalis Pt-Ru-Mo merupakan elektrokatalis yang terbaik untuk anoda DMFC. Namun, belum diketahui komposisi dan \oading optimal dari elektrokatalis tersebut untuk menghasilkan kinerja terbaik pada sistem DMFC. Sintesis elektrokatalis Pt-Ru-Mo/C sebagai anoda DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) dibuat berdasarkan paten Seol Ah Lee, dkk. yang telah dimodifikasi, akan diteliti lebih lanjut komposisi dan loading optimal. Oleh karena itu dibuat sampel dengan variasi komposisi mol logam 1:1:1; 0,8:1:1,2; 0,6:1:1,4 dan variasi loading paduan logam yaitu 3 mg/cm² dan 4 mg/cm². Karakterisasi elektrokatalis dilakukan dengan XRF dan XRD. Modifikasi prosedur (sentrifugasi) berhasil mengurangi kandungan Cl dalam elektrokatalis. Hal ini ditunjukkan oleh hasil XRF untuk kandungan Cl, 7,98% berat untuk komposisi 1:1:1 sedangkan untuk komposisi 0,8:1:1,2 dan 0,6:1:1,4 sebesar 22,26 dan 22,93% berat (tidak menggunakan sentrifugasi). Hasil analisa XRD menunjukkan bahwa pada Pt-Ru-Mo/C 0,8:1:1,2 terdapat MoO dan MoCl5, dan LiBH4. Keberadaan senyawa tersebut mengurangi kinerja elektrokatalis. Uji sel tunggal digunakan untuk mengetahui aktivitas elektrokimia elektrokatalis pada sistem DMFC. Komposisi optimal dari ketiga variasi komposisi mol logam Pt-Ru-Mo/C adalah komposisi 0,8:1:1,2, dimana jumlah Pt-Ru yang optimal (tidak terlalu besar) sehingga penambahan logam ketiga meningkatkan aktivitas elektrokimia elektrokatalis. Densitas energi maksimum komposisi ini yaitu 1,23 mW/cm² pada densitas arus 7,29 mA/cm². Kinerja ini lebih rendah dibandingkan elektrokatalis komersial Pt-Ru/C, dimana densitas energi maksimum 16,58 mW/cm2 pada 43,7 mA/cm². Sementara pengaruh loading tidak memberikan hasil yang signiflkan dimana hanya terjadi peningkatan densitas energi sekitar 0,3 mW/cm². Densitas arus yang rendah pada elektrokatalis hasil sintesis ini diperkirakan terjadi karena terdapatnya pengotor dan bentuk serbuk elektrokatalis yang masih kasar, yang membuat kualitas MEA berkurang."

"Application of polymer electrobfte membrane for hydrogen fuel cell is frequentlv not suitable forDMF C. Therefore, many researches are developing new materials. In order to select for DMFCapplications, it is needed to make initial prediction by conducting analysis such as water and methanolswelling, ion exchange capacity, ionic conductivity and methanol permeability. Polysulfone (PSJQ andPolyether-ether ketone (PEEK) are interesting aromatics polymers which are mechanically and thermallystabile. To form electrolyte polymer, sulfonic acid group should be added to PEEK by sulfonation withconcentrate sulfuric acid The objective of blending sulfonated polyether-ether ketone (SPEEK) with PSfis to decrease methanol permeability. The morphology of surface membrane (cross-section) was studiedby SEM analysis. Experiment results showed that blending of PSf and SPEEK produced a non porousmembrane. Adding 10% of PS_f produced the best membrane with ion exchange capacity of 1.9 mea/gpolymer, ionic conductivity 0.00l7 S/cm and methanol permeability 6.4xlG"? cm?/s, water swelling l8%and methanol swelling 17%."

"Teknologi fuel cell (selbahanbakar) merupakan salah satu teknologi yang menggunakan bahan bakar dari energi baru terbarukanya itu hidrogen. Teknologi ini dianggap bersih dan ramah lingkungan. Efisiensi konversi yang tinggi danemisi polutannya sangat rendah sehingga dampak lingkungan yang rendah juga membuatnya menjadi kandidat yang tepat untuk menggantikan teknologi konvensional ada. Aplikasidariteknologi fuel cell, antara lain untuk transportasi/ otomotif, pembangkitlistrikstasionerdan fuel cell portabel.Untuk teknologi fuel cell jenis proton exchange membrane (PEM) sebagai pembangkit listrik, khususnya di Indonesia masih belum berkembang. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis tekno ekonomi dari pembangkit listrik fuel cell jenis PEM dengan melihat karakteristik kerja dan efisiensi sistem, khususnya peralatan disisi keluaran seperti konverter dan inverter terhadap beban rumah tangga(beban yang dipakai lampu) dari beberapa profil beban seperti profil beban statis dan fluktuatif. Hasil uji kinerja sistem pembangkit listrik fuel cell memperlihatkan karakteristik dari fuel cell, yang berupa kurva polarisasi perubahan tegangan terhadap perubahan arus beban.Dari Kurva polarisasi V-I didapatkan nilai polarisasi aktivasi (α) pada saat pembebanan fluktuatif lebih besar dibandingkan pada saat pembebanan statis, sedangkan nilai polarisasi ohmic (r) pada saat pembebanan fluktuatif lebih kecil dibandingkan pada saat pembebanan statis. Hal ini memperlihatkan proporsi energi listrik yang timbul saat perubahan laju reaksi pada pembebanan fluktuatif lebih besar dibandingkan pada pembebanan statis. Sehingga reaksi yang terjadi lebih cepat dan mengakibatkan tegangan akan lebih cepat turun. Dari segi keekonomian biaya energi pembangkit listrik fuel cell jenis PEM untuk kapasitas 500W dan 2 kW masih cukup besar yaitu Rp/kWh10.117,2 dan Rp/kWh 5.330,4. Tetapi untuk kapasitas 5kW ternyata jauh lebih rendah yaitu sebesar Rp/kWh3.048,7. Hal ini di karenakan selain biaya investasi yang menjadilebihkecil,biaya bahan bakar juga menjadi lebih kecil. Biaya bahan bakar bisa jauh lebih murah dikarenakan konsumsi gas hidrogen berdasarkan arus beban yang dipakai pada kapasitas 5kW hanya dua kali lipat jumlahnya dibandingkan kapasitas 500W, sedangkan produksi listrik yang dihasilkan sepuluh kali lipat.

---

Fuel cell technology utilizes fuels from renewable sources i.e. hydrogen. Therefore, this technology is considered clean and environmentally friendly. High conversion efficiency with very low pollutant emission makes this technology a favorable candidate to substitute the existing conventional energy conversion technology. Applications of fuel cell technology include power for transportation/automotive, stationary fuel cell, and portable fuel cell. PEM type fuel cell technology as a power generation has not been developed in Indonesia. Therefore, it is necessary to analyze techno-economic of the PEM fuel cell technology by examining its operation characteristics and system efficiency particularly conversion equipment at output side such as converter and inverter for household load (lighting) at various load profile i.e, static and fluctuated loads. Performance analysis that is presented in V-I polarization curve shows the fuel cells characteristics. From this curve, polarization activation value (α) at fluctuated loads is higher than that of static loads, whereas polarization ohm value (r) is lower at static loads than fluctuated loads. This result demonstrates electricity produced at fluctuated loads is higher compared to that at static load. Consequently, chemical reactions are faster that affect voltage to drop faster. Cost of energy for PEM fuel cell is still considerably high for 500 W and 2 kW that are Rp/kWh10.117,2 and Rp/kWh 5.330,4. While for 5 kW fuel cell system, COE is far lower that is Rp/kWh3.048,7. This is due to cost of investment and fuels decrease significantly. Cost of fuel can be reduced substantially because oxygen consumption at a 5 kW fuel cell system is only double than that of the 500 W system, whereas electicity production is 10 times higher."

"Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) dapat menjadi solusi penyedia energi massadepan karena bahan bakarnya yang cair, temperatur operasi yang rendah dan densitas energi yang tinggi. DMFC dapat diaplikasikan pada perangkat portable salah satunya Chem E-Car.Chem E-Car merupakan prototype model mobil menggunakan tenaga penggerak dari energi kimia.Pada penelitian ini dilakukan desain, fabrikasi, dan uji kinerja DMFC yang akan digunakan sebagai sumber energi penggerak Chem E-Car. Membran Electrode Assembly (MEA) difabrikasi menggunakan katalis komersial Pt (katoda) - PtRu (anoda) dengan metode brush coatingpada kertas karbon.Bipolar plate didesain dan difabrikasi dari plat grafit dengan flowfield jenis serpentin.DMFC hasil fabrikasi terdiri dari tiga unit sel yang disusun seri memiliki massa 1020 gram, berdimensi 10 cm x 10 cm x 4 cm dan luas aktif total 108 cm2. Hasil uji kinerja sel tunggal DMFC menunjukkan Open Circuit Voltage (OCV) 504 mV, densitas daya maksimum 3,7 mW/cm2 pada voltase 212 mV dan densitas arus 17,8 mA/cm2 dalam kondisi operasi suhu ruang, metanol 2 M 0,04 mL/detik (pasif) dan oksigen 10 psig.Kinerja DMFC harus ditingkatkan untuk dapat diaplikasikan pada Chem E-Car.

---

Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) can be the solution for energy in the future, because of its fuel in liquid form, low operating temperature and high energy density. DMFC can be applied in portable devices like Chem E-Car. Chem E-Car is a prototype model of a car that uses propulsion of chemical energy.

The objective of this research is to design, fabricate, and apply performance testing of DMFC, which will be used as Chem E-Car driving energy source. Membrane Electrode Assembly (MEA) is fabricated using a commercial Pt catalyst (cathode) - PtRu (anode) with brush coating method on carbon paper. Bipolar plate is designed and fabricated from graphite plate with serpentine flowfield types.

Result of DMFC fabrication consists of three cell units in a series with 1020 grams mass, 10 cm x 10 cm x 4 cm dimension, and 108 cm2 total active area. The single cell performance of DMFC test results demonstrate Open Circuit Voltage (OCV) 504 mV, the maximum power density 3.7 mW/cm2 at voltage 212 mV and current density 17.8 mA/cm2 in operating conditions at room temperature, 2 M methanol 0.04 mL/sec (passive) and oxygen 10 psig.Performance of DMFC must be improved for Chem E-Caraplication."

"Krisis energi yang sedang melanda dunia akibat sudah semakin Iangkanya persediaan bahan bakar minyak perlu diantisipasi salah satu di antaranya dengan langkah diversifikasi energi khususnya yang ramah lingkungan. Sel bahan bakar (fuel cell) merupakan sel elektrokimia yang mengkonversikan energi kimia secara langsung menjadi energi Iistrik. Alat ini dipandang sangat menguntungkan mengingat efisiensi konversinya yang cukup tinggi, menggunakan bahan bakar yang dapat diperbaharui, dan yang lebih penting cara kerja alat ini secara keseluruhan tidak menghasilkan bahan-bahan yang membahayakan Iingkungan.Salah satu jenis sel bahan bakar adalah polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) dan direct methanol fuel cells (DMFC). Selama operasinya kedua sel bahan bakar ini menggunakan polimer sebagai membran elektrolit. Membran berfungsi untuk memisahkan reaktan dan sebagai sarana transportasi ion hidrogen. Saat ini membran yang digunakan adalah Nafion. Kemampuan nafion untuk melaksanakan dua fungsi tersebut sudah terbukti sangat baik, namun untuk mengembangkan PEMFC lebih lanjut, penggunaan bahan ini secara tekno-ekonomi menjadi sangat mahal dan kurang efisien. akibat masih adanya bahan bakar yang ikut terlewatkan ke ruang katoda (khusus untuk DMFC). Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan membran alternatif yang efisien dan ekonomis.Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan bahan alternatif membran penghantar proton. Penelitian dilakukan dengan cara membuat Iembaran membran elektrolit polimer meialui proses pencangkokan radiasi gugus fungsi hidrofilik suatu monomer atau gugus fungsi hidrofobik monomer Iain pada rantai dasar suatu polimerikopolimer hidrofobik. Selanjutnya melalui proses sulfonasi diperoleh gugus sulfonat yang mengubah bahan hidrofob menjadi hidrofil sehingga dapat digunakan untuk menghantarkan ion.Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah polimer/ hidrokarbon seperti LLDPE, HDPE, dan PP yang mudah dijumpai serta fluoropolimer seperti PTFE, ETFE, dan cPTFE yaitu suatu PTFE yang telah dikondisikan agar berikatan silang. Sedangkan monomernya adalah asam akrilat dan stirena.Pada teknik pencangkokan iradiasi awal, mula-mula film polimer/ kopolimer diiradiasi terlebih dahulu ?untuk mendapatkan radikal polimer/ kopolimer kemudian dicangkok dengan monomer. Beberapa variabel dipelajari, di antaranya matriks film awal, dosis dan laju dosis radiasi, jenis dan konsentrasi monomer, jenis pelarut, suhu dan waktu pencangkokan, serta kondisi sulfonasi. Juga dipelajari karakterisasi membran yang dihasilkan serta kemungkinan aplikasinya yang bisa didayagunakan dari membran.Dari hasil penelitian diperoleh kondisi pembuatan membran yang optimum. Kondisi optimum pembuatan membran dengan matriks film polimer hidrokarbon adalah dosis radiasi 45 kGy, Iaju dosis 7 kGy/jam, monomer asam akrilat 40% volume, suhu dan waktu pencangkokan masing-masing 70°C dan 90 menit. Sedangkan kondisi optimum pembuatan membran 70°C dan 90 menit. Sedangkan kondisi optimum pembuatan membran dengan matriks film fluoropolimer adalah dosis radiasi 10 kGy, laju dosis 1,9 kGy/jam, monomer stirena 40% volume dengan pelarut 2-propanol, waktu pencangkokan 4 jam dan suhu pencangkokan 70°C. Kondisi sulfonasi optimum diperoleh pada konsentrasi asam klorosulfonat 1.25% volume, suhu percobaan secara bertahap mula-mula 40°C kemudian dilakukan pada suhu kamar.Persen pencangkokan membran polimer hidrokarbon cukup besar. HDPE relatif Iebih baik dibanding LLDPE dan PP. Sifat-sifat mekanik membran yang dihasilkan cukup baik sehingga bisa diaplikasikan untuk pengolahan limbah B3, namun tidak untuk pubIikasi sel bahan bakar.Penggunaan matriks film fluoropolimer cukup menjanjikan. Di samping karena sifat-sifat mekanik, polimer jenis ini mempunyai sifat-sifat elektrokimia dan ketahanan kimia yang cukup baik. Sehingga membran yang dihasilkan bisa diaplikasikan ke dalam sel bahan bakar. Film PTFE tidak bisa digunakan untuk bahan membran mengingat degradasi yang dialami bahan selama proses radiasi. Sedangkan film ETFE dan cPTFE bisa digunakan untuk aplikasi sel bahan bakar. Film ETFE digunakan untuk sel bahan bakar berjenis DMFC sedangkan film cPTFE untuk sel bahan bakar berjenis PEMFC.Karakterisasi spektrum inframerah menunjukkan bahwa pencangkokan monomer dan gugus sulfonat telah terjadi pada rantai dasar film polimer/kopolimer. Hal ini diperkuat dengan data topografi permukaan menggunakan SEM/TEM dan komposisi unsur-unsur menggunakan EDS. Sedangkan terhadap spektrum difraksi sinar-x memperlihatkan adanya pengurangan derajat kristalinitas terhadap film yang diperlakukan. Dibandingkan dengan membran Nafion maka membran ETFE-g-SS dan CPTFE-g-SS mempunyai karakteristik yang menyerupai Nafion. Bahkan beberapa sifat seperti kapasitas pertukaran ion, konduktivitas proton dan sifat-sifat mekanik relatif lebih baik.Berdasarkan variabel optimum dan hasil karakterisasi bahan dapat disimpulkan bahwa membran yang dihasilkan bisa diaplikasikan untuk pengolahan Iimbah B3 (khusus polimer hidrokarbon) dan untuk aplikasi sel bahan bakar (film ETFE dan film cPTFE).

---

Lately, the world faces energy crises due to the lack of fuel supply. One of the alternative solutions is diversification on energy field especially which is environment friendly. Fuel cell is electrochemical cell that converses chemical energy directly to electrical energy. There are several advantages using it, such as highly conversion efficiency, renewable fuel, and the most important thing that it is not producing materials which damages the environment.Some of the fuel cell types are polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMC) and Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). During the operation, these two fuel cells are using polymer as an electrolyte membrane. The functions of the membrane are to separate reactant and act as means of hydrogen ion transportation. These fuel cells are using Nafion for the membrane. The ability of Nafion for executing those functions mentioned-above has been well proved. But developing PEMFC in advanced is very expensive techno-economically and inefficient because the fuel still follow to cathode room (only for DMFC). So it needs advanced study to get an alternative membrane efficiently and economically.The purpose of this research is to have alternative materials on membrane. This research is actuated by preparing sheets on polymer electrolyte membrane through radiation grafting on a monomer hydrophilic function cluster or other monomer hydrophobic function cluster at a polymer base chain/hydrophobic copolymer. Then through sulfonation process it could be obtained sulfonate groups which could change hydrophobic materials to be hydrophilic and it could be used to conduct ion.The materials that were used on this research were hydrocarbon polymer such as LLDPE, HDPE, and PP (these polymers are easy to rind) and fluoropolymer such as PTFE, ETFE, and cPTFE. cPTFE is a PTFE which has been prepared to tie up crossly. Its monomers were acrylate acid and styrene.In pre-irradiation grafting technique, Polymer/copolymer film was irradiated first to have polymer/copolymer radical and then it was grafted with monomer. Several variables were observed such as pre film matrix, doses and doses rate of radiation, types and concentration of monomer, types of solvent, temperature and time of grafting, and sulfonation condition. Beside those variables, membrane characteristics and membrane applications possibility have also been observed.The result of this research, the condition of optimum membrane preparation can be obtained. The optimum condition of membrane preparation by using hydrocarbon polymer film matrix was radiation doses at 45 kGy, rate of doses at 7 kGy/hour, acrylate acid monomer at 40% volume, temperature at 70°C and time of grafting at 90 minutes. On the other hand, the optimum condition of membrane preparation by using fluoropolymer film matrix was radiation doses at 10 kGy, rate of doses at 1.9 kGy/hour, monomer styrene with 2-propanol solvent at 40% volume, temperature at 70°C and time of grafting at 4 hours. The optimum sulfonation condition was chlorosulfonat acid concentration at 1.25% volume, first temperature at 40°C progressively and then at room temperature.Degree of grafting (DOG) of hydrocarbon polymer membrane grafting was high enough. DOG of HDPE was higher than LLDPE and PP. The characteristic of membrane mechanic was high enough so it can be applied for waste treatment but it can not be applied for fuel cell.Using of fluoropolymer film matrix was quite promising. Beside of mechanical characteristic, this kind of polymer has a good electrochemical characteristic and chemical resistance. So it can be applied to fuel cell. PTFE film can not be used for membrane materials due to the degradation during radiation process. ETFE film and cPTFE can be used for fuel cell apllication. ETFE film was used for fuel cell on DMFC type and GPTFE film for fuel cell on PEMFC type.Characteristic of infrared spectrum showed that monomer grafting and sulfonate groups have been done at polymer/copolymer base chain. lt was strengthened with surface topography data using SEM/TEM and elements composition using EDS. The other hand, x-ray diffraction spectrum showed that there was crystalline degrees decline on the film. lf it is compared to Nafion membrane, characteristic of ETFE-g-SS and cPTFE-g-SS membrane were similar to the Nafion characteristic. ln fact, some characteristics such as ion exchange capacity, proton conductivity and mechanical characteristic were relatively much better.The conclusion of this research is that base on optimum variables and results of material characteristics is the membrane which was produced can be applied to hazardous waste treatment (only hydrocarbon polymer) and fuel cells (ETFE and cPTFE films)."