Disisi lain, Nafion® memiliki beberapa kelemahan antara lain tingginya 

permeabilitas membran Nafion® terhadap bahan bakar, harganya mahal, dan 

ketahanan termalnya rendah, sehingga dibutuhkan material baru sebagai bahan 

untuk membuat membran pengangkut proton dengan karakteristik yang sama atau 

lebih baik dari Nafion® (Li dkk., 2003; Byungchan, 2005; Lu dkk., 2005).

Pencarian material baru yang dapat digunakan sebagai pengganti Nafion®, yang 

memiliki kapasitas tukar kation, murah, dan tahan terhadap termal yang tinggi 

terus dilakukan. Penggunaan polimer sebagai membran polimer elektrolit mulaidikembangkan, salah satunya adalah polimer berstruktur aromatik seperti 

polistirena. Polistiren (PS) merupakan polimer bergugus aromatik yang mudah 

disintesis dari monomernya, stiren. Namun, PS tidak dapat menghantarkan proton 

sehingga dibutuhkan proses sulfonasi untuk menghasilkan gugus sulfonat yang 

dapat menghantarkan proton (Smitha dkk., 2003; Handayani dkk., 2007). 

Peningkatan sifat-sifat membran polimer elektrolit seperti kapasitas tukar kation 

(KTK), dan stabilitas termal dapat dilakukan dengan penambahan oksida. Oksida 

merupakan material anorganik dengan karakteristik tahan terhadap suhu tinggi 

dan memiliki ion-ion yang dapat dipertukarkan memberikan nilai lebih baik untuk 

kinerja membran elektrolit dalam proses transfer proton (Yang, 2006). Oksida 

yang memiliki karakteristik tersebut salah satunya adalah lempung. Lempung 

merupakan material yang melimpah di alam. Selain memiliki stabilitas termal 

yang baik, lempung bisa mengembang, gugus OH pada lempung dapat 

terprotonasi dalam air, dan berperan sebagai penghantar proton (Wijaya dkk., 

2005)