## OPTIMALISASI KONDUKTIVITAS IONIK DAN SIFAT MEKANIK BAHAN POLIMER ELEKTROLIT PADAT BATERAI BERBASIS KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN
PLASTICIZER (ETILEN GLIKOL DAN GLISEROL)
Luzi Lovita.NK 1) , Syakbaniah 2) , Evi Yulianti 3)
*)FMIPA UNP, email: Luzilovita1@gmail. com **)Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA UNP, email: niasyk_unp@yahoo.com ***)Peneliti Badan Tenaga Nuklir, email: yulianti@batan.go.id

## A B S T R A C T
Have  been  obtained  solid-state  electrolyte  based  on  chitosan  by  the  casting  technique  from  a  solution containing    of  chitosan,  montmorillonite,  LiClO 4 and  plasticizer  by  using  two  different  types  of plasticizers are: ethylene  glycol and  glycerol. This study   purpose to know  what is the concentration of ethylene glycol and glycerol as plasticizer can be obtained solid-state electrolyte based on chitosan  with ionic  conductivity  and  mechanical  properties  are  optimum  for  rechargeable  battery  applications.    Ionic conductivity  properties  were  characterized  by    using  LCR  meter,  mechanical  properties  were characterized by  mechanical tests, and microstructure using optical microscopy. The results showed that the optimum composition obtained in 50% ethylene glycol with an ionic conductivity of 1,26 x 10 -3 S/cm, tensile  strength  of  41,59  MPa  and  77,5%  elongation.  At  the  optimum  conditions  obtained  in  glycerol concentration of 25% with an ionic conductivity of 2,51 x 10 -3 S / cm, tensile strength of 32,14 MPa and 69,3% elongation. Of both plasticizer, glycerol give better ionic conductivity and films produced by using glycerol  are smoother  and it`s texture looks  more evenly,  while ethylene glycol gives better mechanical properties.
Keywords : chitosan, conductivity ionic, tensile strength, elongation, plasticizer,

## PENDAHULUAN
Penggunaan  baterai  sebagai  sumber  energi praktis semakin meningkat seiring dengan meningkatnya  piranti  elektronika.  Sejak  pertama kali  ditemukan,  penggunaan  baterai  berkembang secara  luas.  Berdasarkan  komponen  penyusunnya , baterai  terdiri  dari  tiga  komponen  utama  yaitu: anoda (elektroda negatif), katoda (elektroda positif) dan elektrolit [1] .
Elektrolit  baterai  dapat  berupa  cairan  maupun berupa  padatan,  namun  baterai  dengan  elektrolit cair  memiliki  kelemahan  diantaranya  rentan terhadap  kebocoran,  mudah  terbakar  dan  bersifat beracun. Baterai dengan elektrolit padat lebih aman digunakan karena sistem elektrolit padat mempunyai  kelebihan,  diantaranya:  desain  yang sederhana,  tahan  kejutan  dan  getaran,  tahan  karat, serta  cocok  untuk  diminiaturisasikan,  dan  dapat berbentuk lapisan tipis [2] .
Pada saat ini elektrolit padat banyak menggunakan  bahan  berbasis  polimer  sintetis. Penggunaan  polimer  sintetis  sebagai  elektrolit padat semakin meningkat setiap tahunnya. Namun, polimer  sintetis  memiliki  kelemahan  selain harganya  yang  mahal,  dampak  lingkungan  akibat menumpuknya  sampah  teknologi  juga  menjadi salah  satu  permasalahan    yang  sering  muncul, karena bahan yang digunakan sulit terbiodegradasi
oleh  alam.  Pengembangan  sistim  beterai  baru berbasis  material  ramah  lingkungan  yang  tidak beracun  dan  tidak  berbahaya  sangat  penting dilakukan [3] .
Penggunaan  polimer  elektrolit  berbasis  bahan terbiodegradasi  oleh  alam  menjadi  solusi  tepat terhadap  permasalahan  ini.  Salah  satunya  adalah polimer  kitosan,  dimana  polimer  kitosan  dapat dijadikan  sebagai  elektrolit  polimer  yang  ramah lingkungan, karena karakteristik yang dimiliki oleh kitosan.
Kitosan  memiliki  beberapa  karakteristik  yaitu; mempunyai  sifat biokompatible,  biodegradable dan  tidak  beracun.  Selain  itu,  kitosan  merupakan suatu polielektrolit alkali dan mempunyai kestabilan kimia,  mekanik dan termal  yang baik [4] . Kitosan  bersifat  sebagai  polimer  kationik  yang tidak larut dalam air atau  larutan alkali dengan pH di atas 6,5 juga tidak larut pada alkohol dan aseton. Kitosan  mudah  larut  dalam  asam  organik  seperti asam  formiat,  asam  asetat,  dan  asam  sitrat [5] jika kitosan  dilarutkan  dalam  asam  asetat  (CH 3 COOH)
1%  atau  dalam  bentuk  larutan,  konduktivitas  ion dari kitosan menjadi lebih tinggi [6] .
Menurut data yang diperoleh dari penelitian Evi Yulianti [7] menunjukkan  bahwa  polimer  alam kitosan  maupun  sellulosa  asetat  dapat  menjadi
polimer  ionik  dengan  konduktivitas  yang  tinggi setelah ditambahkan ion litium.
Penelitian pengembangan sistem baterai berbasis  bahan  ramah  lingkungan  seperti  kitosan telah  banyak  dilakukan.  Salah  satunya  elektrolit padat berbahan kitosan-LiClO 4 -monmorillonit yang  telah  dilakukan  oleh  peneliti  sebelumnya [8] .
Namun,  konduktivitas  ionik  dan  sifat  mekanik yang  dihasilkan  belum  optimal.  Untuk  itu  perlu dilakukan modifikasi dengan penambahan zat lain, salah satunya adalah plasticizer .
Penelitian  ini  bertujuan  Untuk  mengetahui pada  konsentrasi  berapakah  etilen  glikol  dan gliserol sebagai plasticizer dapat  diperoleh elektrolit padat berbasis kitosan dengan konduktivitas  ionik  dan  sifat  mekanik  yang optimum untuk aplikasi baterai isi ulang.
Penambahan plasticizer dapat menurunkan sifat kekerasan material dan meningkatkan keelastisitasannya.  Semakin  elastis  suatu  bahan maka  molekul  akan  mudah  untuk  bergerak, sehingga  memudahkan    ion-ion  untuk  melakukan pergerakan.
Kemampuan  suatu  bahan  menghantarkan  arus listrik  dilihat  dari  nilai  konduktivitas  yang dimilikinya.  Konduktivitas  terjadi  karena  adanya pergerakan ion-ion di dalam bahan, sehingga suatu bahan  dapat  mengahantarkan  arus  listrik.  Pada logam muatan dibawa oleh elektron yang bergerak. Sedangkan  pada  material  ionik,  muatan  dibawa oleh ion-ion yang berdifusi [9] . Konduktivitas k berbanding lurus dengan jarak kedua  elektroda l (cm)  dan  berbanding  terbalik dengan  luas  bidang  elektroda  A  (cm 2 ), k memiliki satuan Scm -1 dan l/A merupakan konstanta sel (K) yang memiliki satuan cm -1 [10] :
k = G (1)
Nilai  konduktivitas  dapat  dibedakan  menjadi dua, yaitu konduktivitas AC dan konduktivitas DC. Konduktivitas  AC  merupakan  konduktivitas  yang dipengaruhi  oleh  perubahan  frekuensi  dan  terjadi pada frekuensi maksimum. Sedangkan konduktivitas  DC  adalah  konduktivitas  yang  tidak dipengaruhi  oleh  frekuensi  yang  terjadi  pada frekuensi  minimum.  Konduktivitas  DC  diperoleh melalui  ekstrapolasi  garis  pada  kurva  hubungan antara nilai konduktivitas dan frekuensi. Konduktivitas  DC  memenuhi  persamaan  power yang ditunjukan pada Persamaan (2)
( ) ( ) (2)
Dimana ( ) merupakan  konduktivitas  AC, adalah  konduktivitas  DC  membran,  A  merupakan faktor  pre-eksponensial  dan  n  adalah  faktor eksponensial yang nilainya diantara 0 sampai 1 [11]
Beberapa baterai  menggunakan  elektrolit  padat yang  merupakan  suatu  membran  pertukran  ion. Membran ini harus fleksibel, mempunyai kekuatan mekanik  yang  baik,  lembam  secara  kimiawi,  dan tahan terhadap gas pereaksi (reaktan) [12] . Penambahan plasticizer juga  bertujuan  untuk meningkatkan  sifat  polimer  elektrolit,  dengan penambahan plasticizer diharapkan  konduktivitas dan  sifat  mekaniknya  semakin  baik.    Disini plasticizer berperan seperti pelarut, karena memberikan  sifat  elastis.  Keelastisitasan  suatu bahan  ditunjukkan  dengan  regangan    yang  terjadi pada material ketika dilakukan uji tarik.
Sifat  mekanik  yang  dilihat  pada  penelitian  ini adalah  kuat  tarik  dan  regangan.  Karakterisasi  sifat mekanik dapat dilakukan melalui uji tarik. Uji tarik merupakan  salah  satu  uji stress-strain mekanik yang  bertujuan  mengetahui  kekuatan  benda terhadap  gaya  tarikan.  Kekuatan  tarik  adalah tegangan  yang  dibutuhkan  untuk mematahkan suatu  sampel  atau  regangan  maksimal  yang  dapat diterima sampel sebelum putus.
Perubahan  panjang atau perpanjangan ( elongation) dari  sebuah  benda  yang  mengalami  tegangan  tarik disebut dengan regangan tarik ( tensile strain) [13] .

## METODE PENELITIAN
Jenis penelitian yang dilakukan berupa eksperimen.  Sampel  dibuat  berupa film dari  bahan kitosan4%-LiClO 4 40%-monmorillonit5%- plasticizer ,  dengan  menggunakan  dua  jenis plasticizer yang  berbeda  yaitu  etilen  glikol dan gliserol.  Masing-masing plasticizer divariasikan menurut  konsentrasinya,  yaitu:  10%,  25%,  50%, dan  75%.  Teknik  pembuatan film dilakukan menggunakan  metode casting .  Uji  yang  dilakukan pada  analisis  elektrolit  padat  kitosan  adalah  uji konduktivitas  dengan  peralatan  LCR  meter,  uji mekanik  yang  dilakukan  dengan  uji  tarik,  dan mikrostruktur menggunakan mikroskop optik.

## HASIL PENELITIAN DAN  PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Film Kitosan 4%-LiClO 4 40%– Montmorillonit 5%-Etilen Glikol
a) Konduktivitas Ionik
Pengukuran  konduktivitas  ionik  dilakukan dengan menggunakan LCR meter. Nilai konduktivitas  ionik film diukur  dengan  frekuensi antara  50  Hz  -  1  MHz  dengan  tegangan  1  Volt ditunjukan pada Gambar 1
Gambar  1.  Hasil  Uji  Konduktivitas  Ionik Film Kitosan  4%-Montmorillonit  5%-LiClO 4 40%- Variasi Etilen Glikol
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  secara umum  penambahan  etilen  glikol  mempengaruhi konduktivitas  ionik film yang  dihasilkan.  Dari Gambar  1  dapat  diketahui  konduktivitas  ionik optimum  berada  pada  konsentrasi  etilen  glikol 50%. Dari hasil ekstrapolasi memenuhi persamaan power  pada  Persamaan  2  sehingga  diperoleh  data konduktivitas  ionik film variasi  etilen  glikol  pada Tabel 1 berikut:
Tabel  1.    Data  Konduktivitas  Ionik Film Kitosan 4%-Montmorillonit  5%-LiClO 4 40%-
Variasi Etilen Glikol Etilen Glikol  (%) Konduktivitas Ionik (S/cm) 10 5,01  10 -6 25 2,51  10 -4 50 1,26  10 -3 75 6,31  10 -4

## b) Sifat Mekanik
Pada  penelitian  ini  sifat  mekanik  perlu diketahui  sebagai tolak  ukur  dalam pengaplikasian film sebagai  elektrolit  padat  pada  baterai.  Sifat mekanik  yang  dilihat  disini  adalah  kuat  tarik    dan regangan dari film yang telah disintesis.
Tabel  2.  Data  Pengukuran  Kuat  Tarik  dan
Regangan Film Kitosan 4%- Monmorillonit  5%-LiClO 4 40%-Variasi Etilen Glikol Etilen Glikol (wt%) Lebar (mm) Tebal (mm) Kuat tarik (MPa) Regangan (%) 10% 3 0,38 55,94 60,7 25% 3 0,33 34,84 50,7 50% 3 0,40 41,59 77,5 75% 3 0,36 17,97 63,2
Dari  Tabel  2,  diperoleh  grafik  hubungan penambahan  etilen  glikol  dengan  kuat  tarik  dan regangan.  Secara  lengkap  dijelaskan  pada  Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar  2.  Kuat  Tarik Film Kitosan  4%- Montmorillonit  5%-LiClO 4 40%–Variasi Etilen Glikol
Film dengan  penambahan  etilen  glikol  10% memiliki  nilai  kuat  tarik  sebesar  55,94  MPa  dan 34,84  MPa  pada  penambahan  dengan  komposisi 25%,  sementara  pada  penambahan  etilen  glikol dengan  konsentrasi  50%  kuat  tarik  mengalami sedikit  kenaikan  menjadi  41,59  MPa,  kuat  tarik kembali  menurun  menjadi  17,97  MPa  pada penambahan  etilen  glikol  75%.  Pengukuran  kuat tarik  dilakukan  bersamaan  dengan  pengukuran regangan, regangan  yang diperoleh diplot kedalam bentuk  grafik,  secara  jelas  dapat  dilihat  pada Gambar 3
Gambar 3. Regangan Film Kitosan 4%- Montmorillonit 5%-LiClO 4 40%–Variasi Etilen Glikol
Film yang  ditambah  dengan  10%  etilen  glikol memiliki  regangan  sebesar  60,7%.  Penambahan etilen  glikol  pada  komposisi  25%  menyebabkan terjadi  penurunan  regangan,  regangan film turun menjadi  50,7%,  namun  mengalami  kenaikan  lagi pada  komposisi  50%,  nilai  regangan  meningkat menjadi  77,5%.  Sementara  penambahan  etilen glikol dengan konsentrasi 75 % menyebabkan nilai regangan  menjadi  turun  kembali,  sehingga  nilai regangan menjadi 63,2%.
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 3 5 7 Log K ondu k ti v it a s I oni k ( S /c m ) Log Frekuensi (Hz) EG 10 % EG 25% EG 50% EG 75% 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Ku a t T a ri k ( M Pa ) Konsentrasi Etilen Glikol (%) 0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Re g a ng a n (% )
Konsentrasi Etilen Glikol (%)
Dari  hasil  analisis  dapat  diperoleh  bahwa penambahan  etilen  glikol  optimum  berada  pada konsentrasi  50%.  Pada  Konsentrasi  50%  diperoleh sifat  mekanik  yang  baik  dari  beberapa  variasi penambahan etilen glikol.

## c) Mikrostruktur
Gambar  4.  Mikrostruktur film Kitosan  4%-LiClO 4 40% - Monmorillonit 5% - Variasi Etilen Glikol
Dari  Gambar  4    terlihat  strukturmikro film setelah ditambahkan
plasticizer . Melalui mikroskop  optik  terlihat  struktur film yang  telah divariasikan dengan etilen glikol, dimana penambahan  etilen  glikol  25%  membuat  struktur film (membran)  menjadi  lebih  merata    dan  sedikit halus,  pada  penambahan  50%  struktur film (membran)  semakin  halus  permukaannya  pun terlihat  lebih  rapi  dan  tidak  acak-acakan. Sementara tampilan struktur yang didapat menggunakan  mikrosoft  optik  pada  penambahan etilen glikol 75% jauh terlihat lebih smooth dengan susunan yang rapi dan lebih rapat jika dibandingkan  dengan  variasi  etilen  glikol  lainnya yang  konsentrasinya  lebih  kecil.  Gambaran film dilihat dari permukaan bawah dan permukaan atas, partikel  pada  permukaan  atas  terlihat  lebih  kecil, sementara  pada  permukaan  bawah  partikelnya terlihat lebih besar.
2. Film kitosan 4%-LiClO4 40%-

## Monmorillonit 5%-Variasi Gliserol
a) Konduktivitas Ionik
Hasil  pengukuran  nilai  konduktivitas film setelah  penambahan  gliserol  sebagai plasticizer dengan  menggunkan  LCR  meter  ditunjukkan  pada Gambar  5.  Pengukuran  dilakukan  dengan  variasi frekuensi 50Hz-1MHz pada tegangan tetap 1 V
Gambar  5.  Hasil  Uji  Konduktivitas  Ionik Film Kitosan4%-Montmorillonit 5%-LiClO 4 40%-
Variasi Gliserol
Dari  Gambar  5    Dapat  dilihat  bahwa konduktivitas  ionik  optimum  diperoleh  dengan penambahan  gliserol  pada  konsentrasi  25  %.  Pada konsentrasi  25%  ini  memungkinkan  ion-ion  untuk melakukan  pergerakkan  dengan  mudah,  sehingga konduktivitas  yang  dicapai  menghasilkan  nilai yang  optimum.  Dari  hasil  ekstrapolasi  memenuhi Persamaan  2  maka  diperoleh  data  konduktivitas ionik DC film kitosan-monmorillonit-LiClO 4 dengan  variasi  gliserol  yang  ditunjukkan  pada Tabel 3 berikut
Tabel  3.  Data  Konduktivitas  Ionik Film Kitosan 4%-Montmorillonit  5%-LiClO 4 40%- Variasi Gliserol Gliserol (%) Konduktivitas Ionik (S/cm) 10 1,12  10 -3 25 2,51  10 -3 50 6,31  10 -5 75 1,58  10 -3
Dari Tabel 2 terlihat secara umum penambahan gliserol sebagai plasticizer mempengaruhi nilai konduktivitas film .
Penambahan  gliserol  pada  komposisi  10%,  25% dan 75 % memberikan nilai konduktivitas berkisar pada  orde  10 -3 , film mengalami  penurunan  pada komposisi  gliserol  50%,  konduktivitas  menurun drastis  dan  berada  dalam  orde  10 -5 .  Sebaliknya, nilai  konduktivitas  mengalami  kenaikan  lagi setelah  penambahan  gliserol  dengan  persentase 75%. Konduktivitas  meningkat  menjadi 1,58 x 10 -
3 .  Peningkatan  konduktivitas  ini  berhubungan dengan  makin  banyaknya  ion  dalam  matriks polimer.
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 3 5 7 L o g Ko n d u k ti v it a s Io n ik ( S /c m ) Log Frekuensi (Hz) EG 10 % EG 25% EG 50% EG 75%

## b) Sifat Mekanik
Uji karakterisasi sifat mekanik dilakukan untuk mengetahui  kekuatan  yang  dapat  dicapai  sampel sebelum  sampel  mengalamai  deformasi  setelah diberikan beban. Data sifat mekanik dari film yang disintesis  dari  kitosan, monmorillonit, LiClO 4, dan plasticizer gliserol dibuat dalam Tabel 4 berikut :
Tabel  4.  Data  Pengukuran  Kuat  Tarik  dan Regangan Film Kitosan          4%- Montmorillonit  5%-LiClO 4 40%-Variasi
Gliserol Gliserol (wt%) Lebar (mm) Tebal (mm) Kuat Tarik (MPa) Reganga n (%) 10% 3 0,35 31,05 66,6 25% 3 0,24 32,14 69,3 50% 3 0,41 19,27 58,5 75% 3 0,15 10,94 45,7
Dari  Tabel  4  didapat  grafik  kuat  tarik  dan regangan  yang  diplot  dengan  konsentrasi  gliserol. Grafik dapat dilihat secara lengkap pada Gambar 6 dan Gambar 7
Gambar  6.  Kuat  Tarik Film Kitosan  4%- Montmorillonit 5%-LiClO 4 40%-Variasi Gliserol
Nilai  kuat  tarik  gliserol  pada  penambahan konsentrasi  gliserol  10%    adalah  31,05  MPa. Namun  pada  penambahan  persentase  25%  gliserol kuat  tarik  naik  sedikit  dari  sebelumnya,  yaitu menjadi  32,14  MPa  dan  terus  mengalami penurunan  pada  penambahan  gliserol  dengan komposisi  50%  dan  75%,  masing-masing  secara berurutan 19,27 MPa dan 10,94 MPa.
Regangan  atau  persentase  pemanjangan adalah  regangan  pada  sampel  pada  saat  sampel putus.    Besarnya  pertambahan  panjang  yang diakibatkan  oleh  beban  tarikan  pada  saat  putus dapat dilihat pada Gambar 7 berikut ini:
Gambar    7.  Regangan  Kitosan  4%-Montmorillonit 5%-LiClO 4 40% –Variasi Gliserol
Dari  Gambar  7  terlihat  penambahan  gliserol dengan  konsentrasi  25%  merupakan  kondisi optimum  yang  dicapai  oleh  regangan film, karna menaikkan  konsentrasi gliserol  menjadi 50% tidak memberikan peningkatan regangan, regangan yang diperoleh  bernilai  58,5%  begitupun  dengan penambahan  konsentrasi  gliserol  75%,  nilai regangan  terus  mengalami  penurunan  hingga bernilai 45,7%.
Penambahan  gliserol  melebihi  optimalitasnya menyebabkan film menjadi  lembek  sehingga mempengaruhi  keelastiasan film .  Bentuk  fisik film dengan penambahan gliserol 50% dan 75% terlihat sangat lembek dan higroskopis, hal ini mempengaruhi regangan yang dihasilkan.
Perbedaan  nilai  regangan  yang  dihasilkan  dari penambahan  etilen  glikol  dan  gliserol  dipengaruhi oleh  komponen-komponen  penyusun  dari  etilen glikol  dan  gliserol  itu  sendiri.  Etilen  glikol memiliki  rumus  kimia  C 2 H 2 (OH) 2 dan  gliserol dengan rumus kimia C 3 H 5 (OH) 3. Gliserol memiliki gugus  –OH  lebih  banyak  daripada  etilen  glikol. Gugus  –OH  ini  bersifat  polar  sehingga  gliserol lebih  larut  dalam  kitosan.  Penambahan plasticizer mampu  meningkatkan  jumlah  ikatan  hidrogen sehingga  dapat  mengurangi  gaya  intermolekul antar molekul polimer.
c) Mikrostruktur
Mutu film kitosan  yang  dihasilkan  dari pencampuran  monmorillonit,  garam  LiClO 4, dan plasticizer dapat diketahui dari analisis mikrostrukturnya.  Mikrostruktur  sampel  dilihat dengan  menggunakan  mikroskop  optik  pada perbesaran  10  x.  Hasil  dari  pengukuran  dapat dilihat pada  Gambar 8.
0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 40 60 80 Kua t T a r ik (MPa ) Konsentrasi Gliserol (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 R eg a n g a n ( % ) Konsentrasi Gliserol (%)
Gambar  8.  Mikrostruktur Film Kitosan  4%- Montmorillonit 5%-LiClO 4 40%-Variasi Gliserol
Film kitosan  dengan  penambahan  LiClO 4, monmorillonit  dan plasticizer terlihat  banyak partikel-partikel yang tersebar pada permukaannya, permukaan film yang  dihasilkan  terlihat  lebih halus,  dan  lebih  rata  serta  penyebaran  partikel tampak lebih rapat satu sama lain. Permukaan film pada  bagian  bawah  didominasi  oleh  partike- partikel  berukuran  lebih  besar  dibandingkan dengan  partikel  pada  permukaan  atas film yang memiliki ukuran relatif lebih kecil yang dimungkinkan  karena  adanya  gaya  gravitasi sehingga partikel-partikel yang lebih berat cenderung  turun  ke  bawah,  karena  pada  saat pencetakan sampel dituangkan ke dalam petri dish .
Dari  kedua  jenis plasticizer yang  digunakan gliserol  menjadikan  tekstur film yang  dihasilkan terlihat  lebih  halus  dan  monmorillonit  terdispersi semakin homogen jika dibandingkan dengan etilen glikol.
Berdasarkan uraian diatas maka dapat diperoleh data pengukuran konduktivitas ionik, kuat tarik dan regangan  optimum film kitosan-montmorillonit- LiClO 4 dengan variasi plasticizer, baik etilen glikol maupun  gliserol  secara  lengkap  disajikan  pada Tabel 9.
Tabel 5. Data Konduktivitas Ionik, Kuat Tarik dan Regangan Film Kitosan 4%- Monmorillonit 5%-LiClO 4 40%- Plasticizer Kitosan 4%- Monmorillonit 5%-LiClO 4 40%-Etilen Glikol 50% Kitosan 4%- Monmorillonit 5%-LiClO 4 40%-Gliserol 25% Konduktivitas (S/cm) 1,26 x 10 -3 2,51 x 10 -3 Kuat Tarik (Mpa) 41,59 32,14 Regangan (%) 77,5 69,3
Secara  umum  nilai  konduktivitas  ionik  optimum diperoleh  pada  penambahan  gliserol  sebagai
plasticizer dengan  konsentrasi    25%  diperoleh konduktivitas  ionik  sebesar  2,51  x  10 -3 S/cm. Untuk  kuat  tarik  dan  regangan  optimum  diperoleh pada  penambahan  etilen  glikol  sebagai plasticizer pada  konsentrasi    50%  dengan  kuat  tarik  sebesar 41,59 MPa dan regangan sebesar 77,5 %
B. Pembahasan 1 Konduktivitas Ionik
Nilai  konduktivitas film kitosan  yang  telah dilakukan modifikasi lebih meningkat dengan nilai sampai  orde  10 -3 dibandingkan  dengan film yang hanya  dibuat  menggunakan  kitosan  murni  yaitu 3,87  x  10 -7  [14] .  Penambahan plasticizer ternyata mampu  memberikan  kontribusi  terhadap  nilai konduktivitas.  Secara  umum  nilai  konduktivitas meningkat dengan ditambahkan plasticizer.
Dari  data  yang  diperoleh  terlihat  data konduktivitas  ionik  merupakan  data  diskrit. Sehingga  diperoleh  kondisi  optimum  penambahan plasticizer etilen  glikol  berada  pada  konsentrasi 50%  nilai  konduktivitas  ionik  yang  diperoleh berada  pada  1,26  x  10 -3 S/cm.  Sementara  pada gliserol  diperoleh  konduktivitas  optimum  sebesar 2,51  x  10 -3 S/cm  pada  konsentrasi  25%.  Hal  ini menunjukkan  peningkatan  konduktivitas  dari penelitian  sebelumnya, film yang  dibuat  dari kitosan-monmorilonit-LiClO 4 tanpa plasticizer dengan  konduktivitas  ionik  sebesar  2,383  x  10 -5 S/cm [8] . Penelitian  yang dilakukan oleh Pradhan [11] menggunakan bahan kitosan-monmorillonit- NaClO 4 -poli etilen glikol, kondisi optimum dicapai pada  50%  konsentrasi  poli  etilen  glikol  dengan konduktivitas          2,2  x  10 -6 ,  sementara  pada penelitian ini penambahan gliserol mampu diperoleh  nilai  konduktivitas  mencapai  2,51  x  10 -3 S/cm pada konsentrasi gliserol 25%.
Peningkatan  konduktivitas  ionik  yang  lebih tinggi  menunjukkan  banyaknya  ion  dalam  matriks polimer [14] .    Proses plasticization polimer  alam dengan menggunakan berat molekul rendah, seperti gliserol,  etilen  glikol,  propilen  karbonat,  sorbitol atau  lainya,  juga  meningkatkan  nilai  konduktivitas ionik dan menurunkan kristalinitas campuran yang terbentuk [15] .  Selain  mampu  mempengaruhi  sifat mekanik,  ternyata plasticizer juga  dapat meningkatkan  nilai  konduktivitas,  seperti  yang telah  dilaporkan  Pawlick [16] ,  gliserol  memberikan nilai konduktivitas yang baik, yaitu sebesar 9,5x10 - 4 Scm -1 pada suhu ruangan dan    2,5 x 10 -3 Scm -1 pada temperatur 80°C .
Komposisi  penyusun  dari  bahan-bahan  yang digunakan  dalam  pembuatan  sampel  memberikan kontribusi  terhadap  nilai  konduktivitas  ionik  yang dihasilkan. Secara umum konduktivitas ionik  yang dihasilkan  dari  penambahan  gliserol  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  konduktivitas  ionik  yang dihasilkan dengan penambahan etilen glikol, hal ini dimungkinkan  karena  adanya  pengaruh  yang
diberikan  oleh  komponen-komponen  penyusun gliserol  dan  etilen  glikol  sendiri.  Gliserol  bersifat lebih  polar  dibandingkan  dengan  etilen  glikol karena gliserol memiliki tiga gugus –OH sementara etilen  glikol  memiliki  2  gugus  –OH  (Etilen  glikol memiliki  rumus  kimia  C 2 H 2 (OH) 2 dan  gliserol C 3 H 5 (OH) 3 ).
2 Sifat Mekanik
Dari perbandingan pada Gambar 2 dan Gambar 6  dapat  dilihat  bahwa  sifat  mekanik  gliserol  lebih rendah  jika  dibandingkan  dengan  sifat  mekanik film dengan penambahan etilen glikol. Etilen glikol dan  gliserol  sebagai plasticizer secara  umum menurunkan  kuat  tarik film, molekul-molekul plasticizer berada  diantara  rantai  ikatan  polimer dan  dapat  bereaksi  dengan  membentuk  ikatan hidrogen.  Ikatan  ini  menyebabkan  berkurangnya ikatan antar polimer hal ini tentu akan mempengaruhi  kekuatan  tarik  intermolekuler diantara  rantai  polimer  itu  sendiri.  Berkurangnya kekuatan  tarik  intermolekuler  diantara  rantai polimer mengakibatkan film menjadi lebih fleksibel,  hal  tersebut  dapat  terlihat  dari  nilai regangan yang meningkat dikarenakan
penambahan plasticizer .
Bertolak belakang dengan kuat tarik, berdasarkan  teori plasticizer justru  meningkatkan nilai  regangan film. Penambahan plasticizer justru mampu meningkatkan fleksibilitas dan memberikan  sifat  elastis  pada film sehingga mengurangi  kerapuhan  maupun  keretakan  yang terjadi pada film kitosan. Sama halnya dengan kuat tarik,  regangan  juga  dipengaruhi  oleh  ikatan polimer  yang  berkurang  karena  molekul-molekul plasticizer di  dalam  larutan  tersebut  terletak diantara  rantai  ikatan  biopolimer  dan  dapat berinteraksi  dengan  membentuk  ikatan  hidrogen dalam  rantai  ikatan  antar  polimer [17] sehingga semakin  berkurangnya  interaksi  antar  molekul biopolimer  menjadikan film lebih  fleksibel  dan mampu memiliki sifat elastis. Regangan menentukan  keelastisan  suatu  bahan,  semakin elastis  suatu  bahan  maka  molekul  akan  mudah bergerak,  sehingga  memudahkan    ion-ion  untuk melakukan  pergerakan,  karena  elektrolit  berfungsi sebagai media perpindahan ion-ion yang terletak di dalam sel antara anoda dan katoda.
Nilai kuat tarik yang dihasilkan dari penambahan  gliserol  sebagai plasticizer lebih rendah  jika  dibandingkan  dengan  etilen  glikol. Sementara  untuk  regangan,  secara  umum  etilen glikol memberikan kontribusi yang juga lebih baik dibandingkan dengan gliserol dimana pada kondisi optimum  yaitu  50%  konsentrasi  etilen  glikol, regangan    yang  dapat  dicapai  etilen  glikol  bernilai 77,5%. Sementara regangan  gliserol hanya bernilai 69,3%  untuk  kondisi  optimum  pada  25% konsentrasi  gliserol.  Hal  ini  dapat  diasumsikan
karena  kemampuan  gliserol  untuk  melakukan pengurangan kekuatan tarik intermolekuler diantara  rantai  polimer  lebih  rendah  dibandingkan dengan  etilen  glikol.  Sehingga film dengan penambahan  etilen  glikol  bersifat  lebih  fleksibel dibandingkan dengan penambahan gliserol.
Sifat mekanik yang dihasilkan dari penambahan etilen  glikol  dan  gliserol  dipengaruhi  oleh komponen-komponen  penyusun  dari  etilen  glikol dan  gliserol  itu  sendiri.  Gliserol  memiliki  gugus  – OH  lebih  banyak  daripada  etilen  glikol.  Gugus  – OH  ini  bersifat  polar  sehingga  gliserol  lebih  larut dalam  kitosan.  Penambahan plasticizer mampu meningkatkan  jumlah  ikatan  hidrogen  sehingga dapat mengurangi gaya intermolekul antar molekul polimer. Peningkatan fleksibilitas film dikarenakan terjadi  pengurangan  kekuatan  tarik  intermolekuler di  antara  rantai  polimer [18] .  Selain  itu,  penggunaan plasticizer melebihi  optimalitasnya  mengakibat sampel menjadi lebih lembek dan higroskopis.
Film dengan konsentrasi gliserol 50% dan 75% secara fisik terlihat sangat higroskopis dan lembek sekali,  hal  ini  berbeda  dengan  etilen  glikol  yang secara  fisik  terlihat  lebih  baik  sehingga  lebih memudahkan  dalam  penegerjaan  sampel.  Kondisi ini mempengaruhi uji karakterisasi yang dilakukan pada film dengan  konsentrasi  50%  dan  75% gliserol,  karena  pada  saat  penjepitan  sampel dilakukan tanpa standarisasi, sehingga tenaga yang diberikan operator mempengaruhi sampel. Dimungkinkan saat penjepitan sampel, tenaga yang diberikan  cukup  besar,  sehingga  sampel  telah mengalami  deformasi  sebelum  beban  diberikan, sehingga  sampel  tidak  meregang  secara  maksimal. Hal  ini  menyebabkan  regangan  jadi  menurun  dan tidak meningkat seperti di dalam teori.
3 Mikrostruktur
Film polimer  elektrolit  padat  baterai  berbasis kitosan  yang  diberi  penambahan plasticizer baik etilen  glikol  maupun  gliserol  terlihat  banyak partikel  yang  menyebar  pada  permukaannya. Pengamatan  dilakukan  pada  kedua  sisi  permukaan film. Pada  permukaan  bawah,  partikel  yang terdipersi berukuran lebih besar dibanding permukaan  atas film. Pencampuran monmorillonit kedalam matriks polimer kurang homogen sewaktu melakukan pengerjaan pada saat pembuatan sampel sehingga menyebabkan adanya gumpalan- gumpalan  partikel  yang  besar  pada  bagian  bawah film,  monmorillonit mengendap  pada  permukaan bawah.
Mikroskop  optik  dilakukan  untuk  melihat pendistribusian monmorillonit di  dalam film , pendistribusian monmorillonit juga  memberikan kontribusi  terhadap  nilai  konduktivitas,  semakin merata  penyebaran monmorillonit di  dalam film maka  konduktivitas  yang  dihasilkan  akan  semakin bagus. Plasticizer mengasilkan film dengan tekstur
yang  terlihat  lebih  halus,  kehalusan film yang dihasilkan  akan  memberikan  pengaruh  pada  saat digunakan sebagai elektrolit padat untuk pengaplikasian baterai. Film elektrolit padat baterai berbasis kitosan yang dihasilkan dengan menggunakan  gliserol  lebih  halus  dan  teksturnya terlihat lebih rata dibandingkan dengan penambahan etilen glikol. Pada penambahan etilen glikol  gumpalan  yang  terlihat  pada film terlihat lebih  banyak  daripada film dengan  penambahan gliserol.

## KESIMPULAN DAN  SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dalam  pembuatan film bahan  polimer  eletrolit  padat  baterai  berbasis kitosan dapat ditarik kesimpulan bahwa pada etilen glikol kondisi optimum diperoleh pada konsentrasi etilen  glikol  50%  dengan  konduktivitas  ionik sebesar                  1,26  x  10 -3 S/cm,  kuat  tarik sebesar 41,59  MPa  dan  regangan  77,5%.  Pada  gliserol kondisi  optimum  diperoleh  pada  konsentrasi  25% dengan  konduktivitas  ionik  sebesar  2,51  x  10 -3
S/cm,  kuat  tarik 32,14  MPa  dan  regangan  69,3%. Struktur film yang  dihasilkan  teksturnya  terlihat lebih  halus  dan  partikel  monmorillonit  terdispersi makin  homogen.  Dari  kedua  jenis plasticizer , gliserol memberikan nilai konduktivitas ionik yang lebih  baik  dan film yang  dihasilkan  dengan menggunakan  gliserol  lebih  halus  dan  teksturnya terlihat lebih rata dibandingkan dengan penambahan  etilen  glikol,  sementara  etilen  glikol memberikan  sifat  mekanik  yang  lebih  baik.  Untuk disarankan  penelitian  selanjutnya  dapat  dilakukan uji  konduktivitas  termal  untuk  mengetahui  sifat termal film yang dihasilkan dan untuk memperoleh hasil  yang  lebih  baik  sebaiknya  penelitian  ini dilanjutkan  dengan  menggunakan  pengaduk  mixer dalam  mencampurkan  larutkan  agar  campuran yang dihasilkan lebih homogen.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Linden,D.,  dan  Thomas,  B.R.2002. Handbook  Of Batteries .USA:McGraw-Hill.
[2] Hidayat,D.,dan  Iman,  F.2007. Ensiklopedia IPTEK . Jakarta: PT Lentera Permata Hijau.
[3] Alger,M.S.M.1990. Polymer  Science Dictionary : Elsevier Applied Science.
[4] Zulfikar,  M.Ali.,D.Wahyuningrum.,  dan  N. Tanyela Berghuis.2009.Pengaruh
Konsentrasi  Kitosan  terhadap  Membran Komposit  Kitosan  Silika  untuk  Sel  Bahan Bakar. Prosiding  Seminar  Kimia  Bersama . Bandung: Program Studi Kimia.
[5] Sugita,Purwatiningsih.,T.Wukirsari.,A.Sjahriza., danD.Wwahyono.2009. Kitosan Sumber Biomaterial Masa Depan. Bogor: IPB Press.
[6] Mohamed, N.S.,Subban R.H.Y.,Arof,A.K.1995.
Polymer  battries  fabricated  from  lithium comple
complexed acetylated chitosan. journal  of  Power  Sources., 56:
153-156. [7] Yulianti,E.,A.Karo Karo.,L. Susita.,dan Sudaryanto.2012.Synthesis  of  Electrolyte Polymer Based on Natural Polymer Chitosan by Ion Implantation Technique. Procedia Chemistry 4                 ( 2012) 20–207.Elsevier.
[8] Saputri,Rosiana Dwi.2012.”Optimasi
Konduktivitas  Ionik  Dan  Kuat  Tarik  Bahan Polimer  Elektrolit  Berbasis  Nanokomposit Kitosan-Montmorillonit ”,Skripsi.,
Universitas Jenderal Soedirman,Purwokerto,April 2012.
[9] Vlack,Lawrence H van.2001. Elemen-Elemen dan Rekayasa  Material  Edisi  ke  6 .Jakarta:
Erlangga. [10] Fritz,James S.,dan D.T.Gjerde.2009. Ion
Chromatography .USA: WILLEY-VCH.
[11] Pradhan,Dillip.K., R.N.P.Choundhary., dan B.K.Samantaray . 2008.Studies  of  Dielectric Relaxation  AC  Conductivity  Behavior  of Plasticized Polymer Nanocomposite Electrolytes .International Jurnal
Electrochemical Science ,3 (2008) 597-608.
[12] Culp,Archhie  W.1991. Prinsip-Prinsip  Konversi Energi. Jakarta:Erlangga.
[13] Young,Hugh D., dan Freedman,Roger A.2002. Fisika  Universitas  Edisi  Kesepuluh Jilid 1. Jakarta:Erlangga.
[14] Sudaryanto.,E.Yulianti.,A.Dimayanti.,dan H.Jodi.2012.Pengembangan Elektrolit Padat Berbasis  Kitosan  Untuk  Baterai  Kendaraan Listrik. Prosiding InSINas 2012.
[15] Sequeira,Cesar dan Diogo Santos.2010. Polymer Elektrolites Fundamentals and Applications .New Delhi: Woodhead Publishing. [16] Pawlicka,A.,Marins Danczuk.,Wladystaw Wieczorek.,dan Ewa Zygadlo- Monikowska.2008.Influence of Type on the Properties of Polymer Electrolytes Based on Chitosan. J.  Phys.  Chem.  A. 2008, 112, 8888-8895.
[17] Purwanti,Ani.2010.Analisis  Kuat  Tarik  Dan Elongasi Plastik Kitosan Terplastisasi Sorbitol. Jurnal  Teknologi .,No.  2,  Vol.3, hal: 99-106.
[18] Al  Awwaly,K.U,.  Abdul  Manab.,  dan  Esti Wahyuni.2010.Pembuatan Edible Film Protein  Whey:  Kajian  Rasio  Protein  Dan Gliserol  Terhadap  Sifat  Fisik  Dan  Kimia , Jurnal  Ilmu  dan  Teknologi  Hasil  Ternak ., No.1,Vol.5, hal: 45-56, ISSN: 1978 – 0303.