Pada studi ini telah dilakukan modifikasi membran PVDF dengan kitosan tersulfonasi untuk menghasilkan membran polimer elektrolit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi kitosan tersulfonasi terhadap sifat hidrofilik, termal, water uptake, kapasitas tukar kation dan konduktivitas membran PVDF. Kitosan tersulfonasi (KT) disentesis menggunakan agen sulfonasi berupa asetil sulfat dan membran polimer elektrolit dibuat dengan metode inversi fase menggunakan variasi pengisi KT 1%, 3%, dan 5% b/b. Membran dikarakterisasi menggunakan sudut kontak, ATR-FTIR, water uptake, analisis termal dan konduktivitas. Data menunjukkan penambahan kitosan tersulfonasi dapat meningkatkan hidrofilisitas, nilai fraksi ?, water uptake, dan kestabilan termal membran PVDF. Kinerja membran PVDF meningkat dengan penambahan konten kitosan tersulfonasi yang meliputi nilai kapasitas tukar kation (KTK) dan konduktivitas. Nilai KTK membran PVDF meningkat dari 0,9 mmol/g menjadi 1,8 mmol/g, sedangkan konduktivitas membran PVDF meningkat dari 1,073 x 10-6 s/cm menjadi 2,903 x 10-6 s/cm. Hasil ini menunjukan bahwa membran PVDF/Kitosan tersulfonasi berpotensi menjadi membran polimer elektrolit dalam aplikasi PEMFC.