Chemistry

Abstrak. Telah dilakukan penentuan pengaruh penambahan larutan NaCl pada transpor proton nafion dalam Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) menggunakan metode QM/MM MD. Pengajian meliputi 4 model transpor proton, yaitu:1. H3O +-H2O-H2O (QA);2. H3O +-CH3OH-H2O (QB);3. H3O +-Nafion-H2O (QC0); dan H3O +-Nafion-H2O+NaCl(aq) (QC1). Hasilnya menunjukkan bahwa model QC1 berpengaruh terhadap mekanisme trasnpor proton dengan menurunkan suhu simulasi dibandingkan tiga model transpor proton lain, utamanya model QC0. Model QC1 mempunyai suhu simulasi <500 K sementara QC0 <550 K. Suhu yang tidak terlalu tinggi menjaga sistem dapat berkerja optimum (efisien). Pembentukan transpor proton pada model QC1 merupakan yang tercepat, yaitu melibatkan 2 tahapan proses. Transpor proton I yang melibatkan perpindahan proton dari H3O + menuju nafion berlangsung selama 81 step (0,81 fs), dan transpor proton II yang melibatkan perpindahan proton dari nafion menuju H2O berlangsung hanya 11 step (0,11 fs). Transpor proton I model QA memiliki ΔH terendah (0,00653427x10 4 kj/mol) sementara itu model QC1 nilai ΔH-nya tertinggi (0,016318637x10 4 kj/mol). Namun nilai ΔH yang tinggi pada model QC1 dapat teratasi dengan hadirnya gugus fungsi-SO3H dan anion Cl-yang dapat menarik proton lebih cepat dibanding gugus fungsi penarik proton 3 model yang lain. Cepatnya transpor proton dan terjadinya 2 transpor proton sekaligus menyebabkab nilai konduktivitas proton molekul jembatan nafion pada model QC1 adalah yang tertinggi yaitu 5,215941x10 7 S/cm. Nilai konduktivitas proton tertinggi pada nafion tersebut membuktikan bahwa penambahan larutan NaCl dapat meningkatkan transpor proton dalam sistem transpor proton DMFC. Abstract. Theoretical studies have been done to determine the effect of adding NaCl to nafion proton transport in Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) using QM/ MM MD. Created 4 proton transport models including of: 1. H3O +-H2O-H2O (QA);2. H3O +-CH3OH-H2O (QB);3. H3O +-Nafion-H2O (QC0); and H3O +-Nafion-H2O+NaCl(aq) (QC1). Based on the result of theoretical study that has been done, the model QC1 which nafion proton transport model with the addition of NaCl solution has some effect on the mechanisms of proton transport, such as able to lower the temperature of the simulation compared to other proton transport models especially for QC0 models. QC1 model has <500 K while <550 K simulation temperature. The simulation temperature is not too high, it is expected to maintain the system can work efficiently. Furthermore the formation of QC1 proton transport I is the fastest models for step 81 (0.81 fs), and QC1 is the only model that does proton transport II, it just for 11 step (0.11 fs). In proton transport I QA model has the lowest of ΔH (0,00653427x10 4 kj/mol) meanwhile QC1 model has highest value of ΔH (0,016318637x10 4 kj/mol). But the value of ΔH is high on QC1 models can be solved with the presence of-SO3H functional groups and the Cl-anion can binding proton faster than the functional groups the other models. With the quick proton transport and the two of proton transport at the same time the value of proton conductivity through bridge molecules that is nafion model is the highest 5,215941x10 7 S/cm. The highest proton conductivity value on nafion can prove that the addition of NaCl solution can improve proton transport in proton transport system of DMFC.

Kebutuhan manusia pada peralatan ataupun bahan penghasil energi yang bebas polusi, mudah diaplikasikan, serta fleksibel dan juga dapat digunakan sebagai energi cadangan di luar ketergantungan kita terhadap energi yang selama ini disuplai oleh negara. Pencarian energi alternatif ini akan lebih meringankan beban negara karena dapat mengurangi jumlah kebutuhan energi masyarakat yang harus disediakan negara (Edwart, 2013). Dengan semakin menipisnya bahan bakar fosil yang selama ini digunakan sebagai penghasil energi, maka dicarilah alternatif peralatan lain yang mampu menghasilkan energi tanpa memakai bahan bakar fosil. Selain itu, dampak pemakaian bahan bakar fosil yang menghasilkan gas karbon monoksida (CO) yang bersifat toksik, kurang baik bagi kehidupan dan lingkungan alam sekitar. Selain itu, dengan meningkatnya harga minyak bumi di pasar global, menjadikan harga minyak bumi sebagai konsumsi publik yang paling besar, langka dan mahal di pasaran selain itu masalah lain yang dihadapi masyarakat Indonesia dengan meningkatnya jumlah penduduk adalah produksi sampah yang semakin meningkat (Nurdiansyah, 2013). Sampah merupakan suatu masalah yang komplek, baik dari segi ekonomi, sosial, budaya maupun kesehatan. Cara menanggulangi masalah sampah adalah dengan melakukan proses daur ulang sehingga diharapkan mendapatkan produk yang bermanfaat dari bahan sampah yang terbuang. Salah satu cara mengatasi kedua masalah tersebut adalah membuat bahan bakar alternatif berupa briket arang dengan memanfaatkan sampah organik salah satunya yaitu tempurung kluwek. Briket tempurung kluwek bisa menjadi alternatif bahan bakar untuk berbagai macam keperluan. Briket tempurung/tempurung bertekstur keras disukai karena memiliki energi 7.340 kalori yaitu contohnya tempurung kelapa sehingga menghasilkan panas lebih tinggi dibandingkan dengan briket arang kayu biasa (Nurdiansyah, 2013). Selain sebagai bahan bakar alternatif, ternyata arang tempurung kluwek juga menyimpan nilai ekonomis yang lebih tinggi lagi. Kluwek yang biasa digunakan sebagai salah satu bumbu masakan Indonesia contohnya rawon di Provinsi Jawa Timur biasanya hanya diambil isinya saja sedangkan tempurungnya dibuang. Sehingga dengan adanya fenomena tersebut maka kami mempunyai ide untuk mengolah tempurung kluwek sebagai bahan briket agar mempunyai nilai ekomonis. Briket arang adalah arang yang diperoleh dengan membakar bio massa kering dengan sedikit udara (karbonisasi). Bio massa adalah bahan organik yang berasal dari jasad hidup baik tumbub-tumbuhan

Membrane dimodelkan dengan berbagai parameter kimia diataranya sifat gugus penarik proton, rantai samping dan struktur rantai utama. Material baru adalah sebuah polimer terfluorinasi, bercabang (Branched). Perkecabangan menaikkan fleksibilitas rantai polimer, dengan begitu dapat memisahkan gugus penarik proton dan bagian utama membran. Sehingga tidak banyak air yang masuk dengan mudah melewati membrane, maka digunakan gugus penarik proton yang tidak terlalu kuat. Polimer Hyperbrached juga dapat mengurangi crosslinking, yaitu dapat mengkontrol ukuran aliran proton.