pembuatan elektrolit bermatrik padatan polimer dari kitosan untuk baterai ion litium
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 PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/1.jpg)
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
![Page 2: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/2.jpg)
Agenda Presentasi
Pendahuluan Metodologi Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
![Page 3: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/3.jpg)
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
![Page 4: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/4.jpg)
Latar Belakang
http://www.batteryuniversity.com/parttwo-55.htm
Lead-acid NiCdNiMH
Li-ion
Kebutuhan baterai sekunder
![Page 5: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/5.jpg)
Mengapa Litium?
Litium merupakan logam yang paling ringan
Reaktif, memiliki potensial kimia yang besar
![Page 6: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/6.jpg)
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
![Page 7: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/7.jpg)
Prinsip Kerja Baterai Litium
Elektroda negatif
Elektroda positif
Tembaga, kolektor arus negatif Aluminium, kolektor arus positif
![Page 8: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/9.jpg)
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
![Page 10: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/10.jpg)
Permasalahan Konduktivitas tinggi tidak dapat diperoleh
pada suhu ruang Kekuatan mekanik PEO kecil Tingginya kelarutan PEO dalam air
![Page 11: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/11.jpg)
Kitosan
polimer dari ikatan β-1,4 2-amin-2-deoksi-D-glukopiranosa
polimer alam yang dihasilkan dari proses deasetilasi dari kitin
![Page 12: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/12.jpg)
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.
![Page 13: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/13.jpg)
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
![Page 14: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/14.jpg)
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
![Page 15: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/15.jpg)
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
![Page 16: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/16.jpg)
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
![Page 17: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/17.jpg)
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
![Page 18: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/18.jpg)
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
![Page 19: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/19.jpg)
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
![Page 20: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/21.jpg)
Membran Elektrolit
![Page 22: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/22.jpg)
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
![Page 23: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/23.jpg)
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
![Page 24: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/24.jpg)
Perbandingan Kekuatan Mekanik dan Konduktivitas
Terdapat kecenderungan bahwa konduktivitas ionik berbanding terbalik dengan kekuatan mekanik
![Page 25: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/25.jpg)
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)
![Page 26: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/26.jpg)
Analisis Kristalinitas
Kitosan-Li10% Kitosan-PEO10%
Kitosan-PEO10%-Li5% Kitosan-PEO10%-Li15%
![Page 27: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/27.jpg)
Pendahuluan Metodologi Penelitian
Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
![Page 28: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/28.jpg)
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
![Page 29: Pembuatan Elektrolit Bermatrik Padatan Polimer dari Kitosan untuk Baterai Ion Litium](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050819/56814c10550346895db90e1b/html5/thumbnails/29.jpg)
•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