PREPARASI FILM ELEKTROLIT GEL POLIMER KITOSAN-KI/Iz SEBAGAI ELEKTROLIT REDOKS PADA DYE-SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)

Ratih Purwanti, Dr. Indriana Kartini, M.Si.

2013 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian terhadap preparasi film elektrolit gel polimer kitosan-KI/I2 yang dibuat dengan metode solvent casting sebagai elektrolit redoks pada DSSC. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari sifat redoks dan konduktivitas ionik elektrolit gel polimer kitosan-KI/I2 serta menganalisis konduktivitas ionik, kristalinitas dan sifat termal film elektrolit yang dibuat dari gel polimer tersebut. Penelitian ini diawali dengan kajian waktu pembentukan gel optimum pada variasi waktu pembentukan gel (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 jam). Kemudian dikaji pengaruh jumlah KI (10, 20, 30, 40, 50 %(b/b)) pada sistem gel yang dibuat pada kondisi pembentukan gel optimum. Sifat redoks gel elektrolit kitosan dipelajari dengan metode voltametri siklik. Elektrolit gel kitosan selanjutnya dibuat film. Konduktivitas ionik film dianalisis dengan metode Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Kristalinitas film dianalisis dengan metode difraksi sinar-X. Sifat termal film diuji dengan metode TGA/DTA. Etilen glikol dan gliserol ditambahkan untuk membuat film elektrolit polimer kitosan terplastisasi dan dikaji konduktivitas ioniknya dengan metode EIS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu pembentukan gel optimum adalah 6 jam dengan konduktivitas sebesar 1,73 x 10-4 S. Konduktivitas ionik dan puncak arus oksidasi reduksi sistem gel elektrolit meningkat sejalan dengan meningkatnya jumlah garam KI. Konduktivitas ionik tertinggi dihasilkan dari film elektrolit kitosan-50% KI/I2 yaitu sebesar 1,52 x 10-7 S cm-1. Analisis terhadap kristalinitas film elektrolit menunjukkan terjadinya penurunan kristalinitas kitosan dengan bertambahnya garam KI.. Penambahan plasticizer gliserol dan etilen glikol dapat meningkatkan konduktivitas ionic film. Konduktivitas ionik film elektrolit gel kitosan/gliserol-KI/I2 dan kitosan/EG-KI/I2 masing-masing sebesar 1,07 x 10-6 dan 1,84 x 10-6 S cm-1. Film elektrolit kitosan mempunyai sifat termal yang baik dengan temperatur dekomposisi yang relatif tinggi (270-320 °C)

Preparation of electrolyte films of chitosan-KI/I2 polymer gel by solvent casting technique as the redox electrolyte for DSSC have been done. The aims of this research are to study the redox properties and ionic conductivity of the chitosan-KI/I2 polymer gel electrolyte and analyze ionic conductivity, crystallinity and thermal properties of the corresponding polymer gel electrolyte films. The optimum gel formation time was firstly determined by varying gel formation time (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 hours). Then, the influence of the amount of KI (10, 20, 30, 40, 50% (w/w)) on the gel system made at optimum gel formation time was studied. The redox properties of chitosan gel electrolytes were studied by cyclic voltammetry. While, the ionic conductivity of the corresponding electrolyte films of chitosan polymer gel were analyzed by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The film crystallinity was analyzed by X-ray diffraction methods. TG/DTA was used to evaluate the thermal properties of the films. Ethylene glycol and glycerol were added to make plasticized-chitosan polymer gel electrolyte films. The conductivity of the films were studied by EIS. The results showed that the optimum gel formation time was 6 hours with conductivity of 1.73 x 10-4 S. Ionic conductivity and the peak current of oxidation/reduction of the gel electrolyte increases with increasing the amount of KI. Chitosan-50% KI/I2 electrolyte film resulted in the highest ionic conductivity (1.52 x 10-7 S cm-1). Crystallinity of the electrolyte films decreases with increasing amount of KI.. The addition of glycerol and ethylene glycol increased the ionic conductivity of the electrolyte films as of 1.07 x 10-6 and 1.84 x 10-6 S cm-1 for kitosan/EG-KI/I2 kitosan/gliserol-KI/I2, respectively. Chitosan electrolyte films have good thermal properties with relatively high decomposition temperature (270-320 °C)

Kata Kunci : elektrolit polimer, kitosan, voltametri siklik, konduktivitas ionik