Fuel cell (sel bahan bakar) sebagai sumber penghasil energi listrik yang bersih, efisien, dan dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti transportasi, industri dan peralatan rumah. Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) salah satu jenis fuel cell yang menjanjikan, berdasar efisiensi dan potensinya untuk diaplikasikan sebagai komponen alat-alat listrik modern. Komponen membran dalam DMFC berperan penting karena berfungsi sebagai media transfer proton dari anoda ke katoda. Sel yang ideal perlu memiliki membran dengan nilai konduktivitas proton tinggi, permeabilitas metanol rendah, tahan panas, tahan mekanik, menghasilkan energi yang tinggi, biaya produksi murah, dan ramah lingkungan (Wang et al., 2015). Sekarang ini, membran komersial Nafion® diterima secara luas sebagai yang terbaik karena memiliki kinerja stabil dan sifat-sifat materialnya yang sangat kuat. Namun, karena Nafion® itu mahal, permeabilitas metanol tinggi dan fabrikasinya yang sulit maka pemakaiannya dalam aplikasi barang-barang kinerja tinggi menjadi terbatas (Younes et al., 2015). Penelitian ini dikembangkan untuk meningkatkan kualitas membran sel bahan bakar, terutama untuk kinerja pada suhu operasi ≥100 °C. Secara umum, membran difabrikasi dengan menggabungkan antara material berbasis polimer dengan nanopartikel sebagai material pengisi (filler).
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan bahan konduktif baru yang memiliki kemampuan secara efisien melakukan transfer proton dalam membran sel bahan bakar dengan mengkonjugasikan imidazole (Imid) dengan partikel magnetik (MagP). Partikel magnetik berlapis imidazol (Imid-MagP) disintesis melalui beberapa langkah termasuk sintesis berurutan MagP berlapis oleat (Oleat-MagP) dan MagP berlapis epoksi (Epoksi-MagP).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Fe merupakan unsur yang paling melimpah dalam Imid-MagP (87,94 wt %), distribusi ukuran partikel Imid-MagP adalah 134,16 nm, dan morfologi Imid-MagP menunjukkan material seperti gumpalan. Perubahan puncak pola XRD Oleic-MagP, Epoxy-MagP dan Imid-MagP menunjukkan perubahan struktur kristal yang disebabkan oleh proses sintesis berturut-turut. Spektrum FTIR Imid-MagP menunjukkan pergeseran imidazol pada bilangan gelombang 1550 cm-1 yang menunjukan pita deformasi NH. Kapasitas pertukaran ion (IEC) diperoleh 0,675 mmol.g-1. Material Imid-MagP menunjukkan sifat yang sangat baik untuk meningkatkan konduktivitas proton, parameter yang sangat penting dalam aplikasi sel bahan bakar (fuel cell).
Penulis: Siti Wafiroh, S.Si. M.Si.
Informasi lebih lengkap dapat dilihat pada tulisan kami:
Atmaja L., Wafiroh S., Nashrullah H. Synthesis of Imidazole Coated Magnetic Particles as a Candidate Material for Polymer Electrolyte Membrane in Fuel Cells, Lecture Notes in Civil Engineering, Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, volume : 556 LNCE; DOI: 10.1007/978-981-97-8712-8_48 ;
Baca juga: Optimasi Proses Ekstraksi Polimer Pektin dari Kulit Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus)
