Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) merupakan tipe fuel cell yang paling banyak digunakan dalam aplikasi. Efisiensi dan performa merupakan hal yang sangat penting dalam pengembangan PEMFC. Elektrokatalis memiliki peranan penting dalam menentukan performa fuel cell. Penelitian katalis baru untuk peningkatan aktifitas, stabilitas, daya tahan, dan mengurangi biaya (40% biaya satu unit fuel cell) merupakan tantangan teknologi dan komersialisasi fuel cell. Makalah ini, efisiensi dan performa PEMFC telah dipelajari menggunakan katalis Pt/C (kontrol) dan beberapa katalis bimetal (Pt-Co/C, Pt-Ni/C, and Pt-Ru/C), menggunakan single stack PEMFC standar, luasan aktif 25 cm2 dan bipolar plate paralel. Sistem operasi diatur dengan kecepatan alir H2 dan O2 100 mL/menit, tekanan 0.1 bar dan temperatur 50°C. Performa PEMFC diukur dengan electronic discharge meter, 3300 C Electronic Load Mainframe ®Prodigit 3311D 60V/ 60A, 300V. Pt-Co/C pada katoda menghasilkan performa PEMFC tertinggi (0,445 V, 0,131 A, 0,058 W) dimana Pt-Co/C > Pt-Ni/C > Pt-Ru/C, dan pada anoda, Pt-Ru/C menghasilkan performa PEMFC tertinggi (0,403 V, 0,101 A, 0,041 W) dimana Pt-Ru/C > Pt-Co/C > Pt-Ni/C. Transfer massa dan efisiensi konsumsi H2 telah dihitung berdasarkan energi bebas Gibbs dan potensial selnya. Dari transfer massa, diperoleh efisiensi 57,51 % untuk Pt-Co/C di katoda dan 53,54 % untuk Pt-Ru/C di anoda.

---

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is the most available fuel cell type in various applications. Efficiency and performance are important focus on developing proton exchange membrane (PEM) fuel cell. Electrocatalysts and their corresponding catalyst layers thus play critical roles in fuel cell performance. Therefore, exploring new catalysts, improving catalyst activity, stability, durability, and reducing catalyst cost (40% for 1 unit fuel cell) are currently the major tasks in fuel cell technology and commercialization. In this paper, efficiency and performance of PEM fuel cell were studied with Pt/C catalyst as control and some bimetal catalyst (Pt-Co/C, Pt-Ni/C, and Pt-Ru/C) as electrode materials The membrane electrode assembly (MEA) was made using those catalyst then used with standard PEM fuel cell single stack 25 cm2 active areas with parallel bipolar plate. System operation was running in flow rate of 100 ml/min for hydrogen and oxygen at pressure 0.1 Bar and temperature was set constantly at 50°C. Performance of PEM fuel cell has measured by electronic discharge meter, 3300 C Electronic Load Mainframe ®Prodigit 3311D 60V/ 60A, 300V. Using Pt-Co/C on cathode was obtained the highest performance of PEMFC (0,445 V, 0,131 A, 0,058 W) whereas Pt-Co/C > Pt-Ni/C > Pt-Ru/C. Using Pt-Ru/C on cathode was obtained the highest performance of PEMFC (0,403 V, 0,101 A, 0,041 W) whereas Pt-Ru/C > Pt-Co/C > Pt-Ni/C. Mass transfer reaction and efficiency of H2 consumption in cell has been calculated by Gibbs free energy and open circuit voltage. Efisiensi was calculated based on mass transfer reaction and obtained 57,51% for Pt-Co/C as cathode material and 53,54% for Pt-Ru/C as anode material in PEMFC."

"Penggunaan carbon nanotube (CNT) terorientasi tegak sebagai penyangga katalis menjanjikan peningkatan kinerja proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) yang disebabkan oleh keunggulan konduktivitas elektrik, efisiensi transpor gas reaktan dan luas permukaan spesifik dari katalis dibandingkan CNT terorientasi acak maupun karbon amorf. Metode filtrasi menggunakan filter hidrofilik diharapkan dapat membuat orientasi CNT yang bersifat hidrofobik menjadi tegak akibat interaksi antar CNT dengan filter. Pada penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa CNT dengan diameter 10-20 nm dan panjang 30-100 μm tetap mengalami aglomerasi sehingga diperlukan evaluasi lebih lanjut mengenai dimensi (panjang dan diameter) CNT yang cocok untuk digunakan pada metode filtrasi.

---

Vertically aligned carbon nanotubes (CNT) as a catalyst support promise enhancing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) performance caused by superiority of electrical conductivity, reactant gas transport and specific surface area of the catalyst than randomly oriented CNTs and amorphous carbon. Filtration method using hydrophilic filter is expected to make vertical orientation of hydrophobic CNT due to interactions between CNT with the filter. In this study, lead to the conclusion that the CNTs with diameters of 10-20 nm and length 30-100 μm still agglomerate after deagglomerazion treatment. It make further reseacrh to evaluate the types of CNT that suitable for the filtration method still needed."

"Tesis ini berisi sebuah studi mengenai pemodelan matematis sebuah sistem sel tunam membran pertukaran proton tipe kanal paralel dan serpentine 1 dimensi dan 2 dimensi kondisi tunak (steady state) dan isotermal . Pemodelan mencakup perhitungan numerik persamaan konservasi massa dan momentum melalui teknik volume hingga (finite volume) tools komersial. Diskretisasi model dilakukan pada sub sistem kanal aliran (channel flow) dan lapisan membran MEA (membrane electrolyte assembly). Untuk mengetahui karakteristik utama gas reaktan di dalam kanal dalam hubungannya terhadap densitas arus. Dari hasil distribusi momentum dan massa yang diperoleh, selanjutnya menggunakan hubungan arus dan konsentrasi reaktan didapatkan bahwa kanal distribusi tipe serpentine mempunyai rugi aliran yang lebih besar daripada kanal paralel. Semakin besar tekanan statik rata-rata yang terjadi maka akan meningkatkan konsentrasi distribusi gas reaktan pada permukaan difusi.

---

This study explaining the development of Mathematical Modeling for Paralel and Serpentine channel distribution in Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). The models defined on the steady, isothermal, 1 and 2 dimensional, applying the governing equations of momentum and mass transfer to obtain the dynamic and mass parameter of reactants distribution. Model discretization carried on the sub systems of channel flow and Membrane Electrolyte Assembly (MEA) layer to know the main characteristic of reactant gas in the channel related to the current density. Finally using the relationship between concentration and current, from the result of momentum and mass distribution has been obtained that the serpentine channel shows the more higher pressure drop than the paralel one. Generally the higher pressure the more heavier concentration taken place on the diffusion layers."

"Penelitian ini membahas tentang pembuatan gas diffusion layer (GDL) dari bahan serat alam yaitu serat sabut kelapa (SK) dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa Lembaran GDL yang telah dibuat mempunyai spesifikasi konduktivitas listrik sebesar antara 34 S/m - 39 S/m, hidrofobik dengan sudut kontak antara 125,6o - 128,5o dan porositas sebesar 70% - 74%. Spesifikasi lembaran GDL ini telah memenuhi syarat untuk dapat digunakan sebagai komponen elektroda PEMFC. Konduktivitas listrik lembaran GDL ini masih dapat ditingkatkan dengan cara menggunakan karbon serat alam yang dibuat pada suhu pirolisis lebih tinggi dari 1300oC hingga diperoleh struktur karbon menyerupai graphite.

---

This study discusses the fabrication of the gas diffusion layer (GDL) of natural fiber materials i.e coco fiber and oil palm empty fruit bunches. The results show that the GDL sheets that have been made have specifications for electrical conductivity between 34 S/m - 39 S/m, hydrophobic with a contact angle between 125.6o - 128.5o and a porosity of 70% - 74%. The GDL specification sheets are qualified to be used as a component of PEMFC electrodes. The electrical conductivity of the GDL sheets can still be increased by using the natural carbon fibers made at the temperatures higher than 1300oC to obtain carbon structure resembling graphite."

"Pemanfaatan PEMFC masih memiliki kendala, yakni degradasi penyangga katalis berupa carbon black. Carbon black dapat diganti dengan carbon nanotube (CNT) yang terorientasi tegak karena menghasilkan kinerja lebih tinggi. Pada penelitian ini CNT ditumbuhkan diatas carbon paper menggunakan metode floating catalyst-CVD dengan variasi temperatur 700oC-900oC, sumber karbon berupa metana, dan katalis ferrocene yang dipanaskan 200oC pada bubbler. Konversi metana meningkat dengan meningkatnya suhu reaktor. Carbon loss pada 700oC, 800oC, dan 900oC sebesar 98,31%, 95.01% dan 96.69%, tingginya carbon loss dikarenakan sedikitnya katalis yang terdeposisi pada carbon paper. Hasil SEM menunjukan CNT terorientasi tegak pada suhu penumbuhan 800oC dan 900oC dengan OD dan panjang sebesar 36 nm dan 10 μm. Hasil yang didapatkan kurang efektif untuk aplikasi fuel cell, karena densitas CNT yang terbentuk rendah dan besarnya rasio diameter dan panjang CNT.

---

AbstractUtilization of PEMFC still have constraints, wich is degradation of catalyst support carbon black. Carbon black can be replaced with vertically aligned carbon nanotube as it results in higher performance. In this study CNT directly grown on carbon paper using floating catalyst-CVD method with temperature variation 700oC-900oC, using methane as carbon source, and catalyst ferrocene heated at 200oC in bubbler. Methane conversion increases with increasing temperature of reactor. Carbon loss at 700oC, 800oC, and 900oC are 98.31 %, 95.01%, and 96.69% respectively, the high carbon loss due to slightly catalyst deposited on carbon paper. SEM results showed vertically aligned CNT growth at 800 oC and 900oC with OD and length are 36 nm and 10 μm respectively. The results obtained are less effective for fuel cell applications, because of the low density of CNT formed and the higher ratio of diameter and length of the CNT."

"Dalam thesis ini dirancang sebuah algoritma pengendali Model Predictive Control (MPC) Constrained dan diimplementasikan pada sistem Proton Exchange Membrane Fuel Cell. Model yang digunakan adalah model linier yang didapatkan dari Identifikasi sistem dengan metode Least Square. Constraint di berikan pada perubahan masing-masing sinyal kendali serta perbandingan antara sinyal kendali pertama dan kedua.Dari hasil simulasi terlihat bahwa pengendali MPC menghasilkan respon keluaran yang mengikuti sinyal acuan yang diberikan, serta mampu mengatasi gangguan yang berupa perubahan beban yang terjadi pada sistem PEMFC. Dengan pemberian constraint pada pengendali MPC, sinyal kendali yang dihasilkan dapat dibatasi sesuai dengan karakteristik fisik dari sistem PEMFC.

---

This theses presents a Constrained Model Predictive Control design . The controller is implemented in the Proton Exchange Membrane Fuel Cell. The MPC algorithm based on the Linear model generated from identification system using Least Square Method. The controller consist of control signal constraints including the comparison of eachcontrol signal amplitude.The simulation result show that the MPC resulting a very good transient behaviour, the output from PEMFC can follow the trajectory and did not effected by load change disturbances. With some constraint additional in MPC, the control signals can be bounded refer to the real characteristic of PEMFC."

"Saat ini, Teknologi bahan bakar sel (fuel cell) telah berkembang dan diimplentasikan. Teknologi baru ini dapat memberikan daya listrik untuk perumahan, komersial dan pelanggan industri. Karena nilai efisiensi konversinya yang tinggi, kemudahan bahan bakar yang didapat, fleksibilitas untuk mengkombinasikan panas dan pembangkitnya, ramah lingkungan karena emisi gas buang yang rendah maka bahan bakar sel telah menjadi teknologi maju yang memiliki berbagai aplikasi pembangkit listrik yang variatif. Tiap jenis fuel cell memiliki segmentasi pasar tersendiri sesuai karakater yang dimilikinya. Hal ini berdasarkan berdaya yang mampu dihasilkan, konstruksi desain, kecepatan daya yang dihasilkan (start-up) dan suhu opersionalnya. Pada umumnya jenis fuel yang beroperasi pada suhu rendah (AFC,PEMFC) telah digunakan sumber energi listrik pada peralatan portabel, perumahan dan aplikasi transportasi. Sedangkan pada carbonate dan SOFC yang beroperasi temperature tinggi banyak digunakan pada pembangkit yang cukup besar yang stasiooner (10-50 MW). Jenis bahan bakar sel yang paling matang dan berpotensi untuk pembangkit listrik perumahan (gedung) ialah Proton Exchange Membrane (PEM). Proses teknologinya baik dengan bahan bakar fosil atau nonfosil tetap masih mahal, meski demikian teknologi ini telah banyak digunakan dan terus berkembang. Pada skripsi ini, karakteristik PEM disimulasikan menggunakan MATLAB versi 7.04. Program dirancang untuk melakukan simulasi pengiriman daya dengan berbagai variasi (3KW, 5KW dan 8KW) ke beban perumahan. Dan Hasil simulasi ini akan dianalisis karakteristiknya seperti penggunaan gas metan dan hidrogen, polarisasi, panas dan air yang dihasilkan, efisiensi dan daya yang dihasilkan dalam kondisi temperatur dan suhu yang berbeda-beda.

---

Nowadays, Fuel Cell Technology has become largely developed and implemented. This new technology is suitable for producing electrical power for residential, commercial, and industrial customers. Because of high fuel conversion efficiency, fuel flexibility, combined heat and power generation flexibility, friendly siting characteristics, negligible environmental emissions and lower carbon dioxide emissions, fuel cells are considered at the top of the desirable technologies for a broad spectrum of power generation applications.

Each of the various fuel cell types can be configured in a system focusing on the market segments that match its characteristics most favorably. Because of their lightweight construction, compactness, and quick start-uppotential, the lowtemperature fuel cells are being considered for portable, residential power, and transportation applications (AFC, PEMFC). Whereas, the higher temperature carbonate and solid oxide fuel cells which offer simpler and higher efficiency plants are focusing on the stationary power generation applications in the near term and large (10?50MW) power plants in the long range.

The most mature and potential candidate for resendential and stationary applications among types of fuel cell is the Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell. The processing this technology either from fosil or non-fossil resources itself still expensive, however, it is became largely known and developed.

In this bachelor?s thesis, characteristic PEMFC is simulated using MATLAB 7.04 version. The program is designed to deliver in many option power (3KW, 5KW and 8 KW) to resindetial load. it?s characteristic such as mathane and hydrogen consumption, polarization, heat and water production, efficiency and output power on different temperature and pressure."

"Dalam simulasi ini, dilakukan pemodelan dan simulasi Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell dengan pendekatan 3 dimensi 2 fasa, yaitu fasa gas dan fasa padatan dengan bentuk channel serpentine. Persamaan model yang diturunkan meliputi persamaan kontinuitas, persamaan momentum, persamaan energi persamaan transport ion dan persamaan current density. Kesemua persamaan ini dibedakan antara fasa padatan dan fasa gas. Fasa padatan terjadi pada GDL, Catalyst dan membrane baik disisi anode maupun cathode. Scdangkan fasa gas hanya terjadi pada Gas Channel anode dan Gas channel cathode. Penyelesaian numeris model menggunakan perangkat lunak MATLAB™ 6.0. Karena terlalu sulitnya melakukan pemecahan dengan menggunakan MATLABTM pada daerah perhitungan 3 dimensi 2 fasa dan dalam geometri yang komplek, maka model disederhanakan menjadl 2 buah model I dimensi, yaitu model pada sumbu y (lebar) dan model pada sumbu z{ketebalan). Hasil model dari penyederhanaan model kesumbu y dldapat profil kecepatan. konsentrasi, tekanan, temperatur. current density, tegangan ionik. Model 1 dimensi kearah sumbu y ini hanya dapat diselesaikan pada lebar 50 cm, jika melebihi lebar ini model tidak dapat diselesaikan karena menghasilkan sebuah matrik Jacobian dari metoda Newton-Raphson yang singular, hal ini disebabkan karena persamaan current density yang sangat stiff. Sedangkan hasil dari penyederhanaan model kesumbu z..."

"ABSTRAKTesis ini bertujuan untuk mengujikan persamaan yang diperoleh dari grafik karakteristik hubungan tegangan masukan optimum driver valve terhadap perubahan daya beban pada bukaan valve proporsional pada masukan sistem PEMFC sehingga bukaan valve akan bekerja secara otomatis sesuai dengan perubahan daya beban. Persamaan yang diambil ada dua yaitu persamaan polinomial dan linier. Masukan persamaan adalah daya beban dan keluarannya dijadikan tegangan masukan driver valve.Hasil pengujian dengan kedua persamaan menunjukkan karakteristik tegangan dan arus keluaran sistem yang hampir sama dengan karakteristik pada bukaan valve optimum dan maksimum. Pemakaian gas H2 pada pengujian dengan kedua persamaan menunjukkan nilai yang hampir sama dengan bukaan valve optimum, sehingga lebih hemat dalam konsumsi gas H2 dibandingkan dengan bukaan valve maksimum.

---

ABSTRACT

This thesis aims to testing the equation which obtained from the graph characteristics relationships of the optimum input voltage driver valve to change the power load on the valve opening proportional to the input PEMFC system so that the valve opening will work automatically according to changes in load power. Equations are taken there are two linear equations and polynomials. Enter the equation is used as the power load and input voltage output driver valves.

Test results show similarities with both voltage and output current characteristics are almost the same system with the characteristics of the optimum and maximum valve opening. H2 gas usage on testing with both equations show similar values with optimum valve opening, making it more efficient than the maximum valve opening."