Gel Polimer Elektrolit Berbasis Kitosan/TiO2 NPs/Polianilin Sebagai Elektrolit Redoks Semipadat pada Aplikasi Sel Surya Tersensitisasi Zat Warna

Sari Solikah, Adhi Dwi Hatmanto, M.Sc., Ph.D.; Prof. Dr. Drs. Suyanta, M.Si.

2023 | Skripsi | KIMIA

Telah dilakukan penelitian terkait gel polimer elektrolit berbasis kitosan/
TiO2 NPs/polianilin sebagai elektrolit redoks semipadat pada aplikasi sel surya
tersensitisasi zat warna (dye sensitized solar cell, DSSC). Penelitian ini bertujuan
untuk melakukan sintesis TiO2 dalam berbagai fasa kristal sebagai nanofiller
dalam gel polimer elektrolit berbasis kitosan, mengetahui pengaruh fasa kristal
TiO2 terhadap siklus redoks dan linearitas dari gel polimer elektrolit berbasis
kitosan, dan mengetahui kinerja gel polimer elektrolit berbasis kitosan/TiO2 NPs
fasa optimum dengan penambahan polianilin (PANi) sebagai polimer konduktif.
TiO2 amorf dan TiO2 NPs dengan variasi suhu kalsinasi sehingga
didapatkan TiO2 NPs dalam berbagai fase (anatase, brookite, rutile). TiO2 NPs
diaplikasikan ke dalam gel polimer elektrolit berbasis kitosan sebagai nanofiller
yang memberikan jalur tambahan pada sistem elektrolit DSSC. Gel polimer
elektrolit berbasis kitosan/TiO2 fasa optimum akan ditambahkan dengan polianilin
sebagai polimer konduktif. Kinerja gel polimer elektrolit diuji stabilitas dan siklus
redoks nya dengan metode voltametri siklis.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh penambahan TiO2 NPs
terbukti meningkatkan stabilitas gel polimer elektrolit berbasis kitosan. Hasil
stabilitas dan siklus redoks terbaik didapatkan dari penambahan nanofiller TiO2
NPs variasi fase anatase+brookite, tetapi masih memberikan linearitas yang
kurang baik, sehingga ditambahkan polimer konduktif polianilin yang terbukti
mampu mengembalikan linearitas yang baik pada gel polimer elektrolit berbasis
kitosan/ TiO2 NPs sehingga difusi elektron menuju elektroda kembali berjalan
dengan lancar.

Research has been carried out on chitosan/TiO2 NPs/polyaniline based gel
polymer electrolyte as a quasi-solid-state electrolyte redox in the application of
Dye Sensitized Solar Cells (DSSC). This study aims to synthesize TiO2 in various
crystalline phases as nanofiller in chitosan-based polymer electrolyte gel, to
determine the effect of TiO2 crystal phase on the redox cycle and linearity of
chitosan-based polymer electrolyte gel, and to determine the performance of
chitosan-based polymer electrolyte gel/TiO2 NPs optimum phase with the addition
of polyaniline (PANi) as a conductive polymer.
Amorphous TiO2 and TiO2 NPs with variations in calcination temperature
resulting in TiO2 NPs in various phases (anatase, brookite, rutile). TiO2 NPs was
applied to a chitosan-based polymer electrolyte gel as a nanofiller which provides
an additional pathway to the DSSC electrolyte system. The optimum phase of
chitosan/TiO2 based polymer electrolyte gel will be added with polyaniline as a
conductive polymer. The performance of the polymer electrolyte gel was tested
for its stability and redox cycle using the cyclic voltammetry method.
The results showed that the effect of adding TiO2 NPs was proven to
increase the stability of the chitosan-based polymer electrolyte gel. Stability and
redox cycle results were obtained from the addition of nanofiller TiO2 NPs with
variations in the anatase+brookite phase, but still provided poor linearity, so
polyaniline conductive polymer was added which was proven to be able to restore
good linearity to chitosan/TiO2 NPs-based polymer electrolyte gel so that electron
diffusion back to the electrode running smoothly.

Kata Kunci : kitosan, gel polimer elektrolit, polianilin, TiO2, voltametri siklis