Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"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..."

"Salah satu solusi untuk kebutuhan energi yang semakin meningkat serta permasalahan lingkungan akibat hasil pembakaran bahan bakar fosil adalah penggunaan fuel cell. Tingginya biaya fabriksi menjadi penghambat perkembangan fuel cell. Salah satu usaha yang dilakukan dengan menekan loading katalis menggunakan teknik sputtering. Penelitian sebelumnya telah berhasil menekan loading katalis Pt mencapai 0.085 mg/cm2, dengan pendeposisian katalis pada gas diffusion layer (GDL). Pada penelitian bertujuan untuk mendapatkan kondisi operasi terbaik pada proses sputtering. Dengan loading yang sama akan divariasikan kondisi operasi sputtering yang meliputi daya RF, DC, dan tekanan sputtering dalam fabrikasi Membrane Electrode Assembly (MEA), dikarenakan kondisi ini merupakan parameter penting dalam proses sputtering. Propertis lapisan Pt yang terbentuk akan dianalisa menggunakan scanning electron microscopy (SEM), X- ray diffraction (XRD) dan kinerja PEMFC akan diuji dengan cyclic voltammetry dan kurva polarisasi. Berdasarkan hasil XRD, jenis kristal yang terdeposisi adalah Pt [111], di mana ukuran kristal Pt naik dengan naiknya daya, dan akan mengecil dengan naiknya tekanan sputtering dikarenakan perbedaan energi ion yang dihasilkan. MEA yang difabrikasi pada 100 W daya RF dan tekanan sputtering 10 mTorr menghasilkan kinerja serta Electrochemical Active Surface Area (ECSA) yang paling tinggi dibandingkan dengan MEA yang difabrikasi pada 75, dan 125 pada 10 mTorr dengan daya RF, daya DC, serta pada tekanan 20 dan 30 mTorr pada 100 W RF. Pada kondisi ini dihasilkan power density maksimum sebesar 58.5 mW/cm2 dan ECSA sebesar 13.6 m2/g. Kondisi operasi yang terbaik pada daya 100 W RF, 10 mTorr.

---

One of the solution for the increasing needed of energy and environment problem cause the burning of fossil fuel are using fuel cell. Fabrication cost be a barrier of fuel cell development. One of ways with decrease catalyst loading use sputtering technique. Previously research success to decrease the Pt catalyst loading until 0.085 mg/cm2, with deposition catalyst on the gas diffusion layer (GDL).

Objective of this research to get the best sputtering operating conditions. At same Pt loading, and variation of the sputtering operating condition such as RF power, DC, and sputtering pressure in fabrication MEA, because these conditions are important parameters in the sputtering process. properties of Pt layer were studied using scanning electron microscopy (SEM), X- ray diffraction (XRD) and PEMFC performance will test with cyclic voltammetry and polarization curve.

Base on XDR results, the kind of crystal is Pt [111], where the size of Pt particles increase with the increase of power, and decrease with the increasing sputtering pressure, because the different of ion energy. MEA fabricated at 100 W RF power and 10 mTorr give the best performance and higer Electrochemical Active Surface Area (ECSA) than MEA that fabricated at 75 and 125 W 10 mTorr RF, DC power, and at 20, and 30 mTorr 100 W RF. at these conditions give maximum power density 58.5 mW/cm2 and Electrochemical Active Surface Area (ECSA) 13.6 m2/g."

"Teknologi fuel cell (selbahanbakar) merupakan salah satu teknologi yang menggunakan bahan bakar dari energi baru terbarukanya itu hidrogen. Teknologi ini dianggap bersih dan ramah lingkungan. Efisiensi konversi yang tinggi danemisi polutannya sangat rendah sehingga dampak lingkungan yang rendah juga membuatnya menjadi kandidat yang tepat untuk menggantikan teknologi konvensional ada. Aplikasidariteknologi fuel cell, antara lain untuk transportasi/ otomotif, pembangkitlistrikstasionerdan fuel cell portabel.Untuk teknologi fuel cell jenis proton exchange membrane (PEM) sebagai pembangkit listrik, khususnya di Indonesia masih belum berkembang. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis tekno ekonomi dari pembangkit listrik fuel cell jenis PEM dengan melihat karakteristik kerja dan efisiensi sistem, khususnya peralatan disisi keluaran seperti konverter dan inverter terhadap beban rumah tangga(beban yang dipakai lampu) dari beberapa profil beban seperti profil beban statis dan fluktuatif. Hasil uji kinerja sistem pembangkit listrik fuel cell memperlihatkan karakteristik dari fuel cell, yang berupa kurva polarisasi perubahan tegangan terhadap perubahan arus beban.Dari Kurva polarisasi V-I didapatkan nilai polarisasi aktivasi (α) pada saat pembebanan fluktuatif lebih besar dibandingkan pada saat pembebanan statis, sedangkan nilai polarisasi ohmic (r) pada saat pembebanan fluktuatif lebih kecil dibandingkan pada saat pembebanan statis. Hal ini memperlihatkan proporsi energi listrik yang timbul saat perubahan laju reaksi pada pembebanan fluktuatif lebih besar dibandingkan pada pembebanan statis. Sehingga reaksi yang terjadi lebih cepat dan mengakibatkan tegangan akan lebih cepat turun. Dari segi keekonomian biaya energi pembangkit listrik fuel cell jenis PEM untuk kapasitas 500W dan 2 kW masih cukup besar yaitu Rp/kWh10.117,2 dan Rp/kWh 5.330,4. Tetapi untuk kapasitas 5kW ternyata jauh lebih rendah yaitu sebesar Rp/kWh3.048,7. Hal ini di karenakan selain biaya investasi yang menjadilebihkecil,biaya bahan bakar juga menjadi lebih kecil. Biaya bahan bakar bisa jauh lebih murah dikarenakan konsumsi gas hidrogen berdasarkan arus beban yang dipakai pada kapasitas 5kW hanya dua kali lipat jumlahnya dibandingkan kapasitas 500W, sedangkan produksi listrik yang dihasilkan sepuluh kali lipat.

---

Fuel cell technology utilizes fuels from renewable sources i.e. hydrogen. Therefore, this technology is considered clean and environmentally friendly. High conversion efficiency with very low pollutant emission makes this technology a favorable candidate to substitute the existing conventional energy conversion technology. Applications of fuel cell technology include power for transportation/automotive, stationary fuel cell, and portable fuel cell. PEM type fuel cell technology as a power generation has not been developed in Indonesia. Therefore, it is necessary to analyze techno-economic of the PEM fuel cell technology by examining its operation characteristics and system efficiency particularly conversion equipment at output side such as converter and inverter for household load (lighting) at various load profile i.e, static and fluctuated loads. Performance analysis that is presented in V-I polarization curve shows the fuel cells characteristics. From this curve, polarization activation value (α) at fluctuated loads is higher than that of static loads, whereas polarization ohm value (r) is lower at static loads than fluctuated loads. This result demonstrates electricity produced at fluctuated loads is higher compared to that at static load. Consequently, chemical reactions are faster that affect voltage to drop faster. Cost of energy for PEM fuel cell is still considerably high for 500 W and 2 kW that are Rp/kWh10.117,2 and Rp/kWh 5.330,4. While for 5 kW fuel cell system, COE is far lower that is Rp/kWh3.048,7. This is due to cost of investment and fuels decrease significantly. Cost of fuel can be reduced substantially because oxygen consumption at a 5 kW fuel cell system is only double than that of the 500 W system, whereas electicity production is 10 times higher."

"Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) atau Sel Bahan Bakar Metanol Langsung, yang dapat mengkonversi energi kimia secara langsung menjadi energi listrik merupakan teknologi yang mulai berkembang pesat saat ini. Sebagai alat penghasil energi yang bekerja sangat efisien dan hampir tanpa emisi, maka pengembangan teknologi ini diharapkan mampu mengatasi kebutuhan energi yang semakin meningkat dewasa ini. Program Studi Teknik Kimia Universitas Indonesia telah memulai riset mengenai Sel Bahan Bakar jenis DMFC di awal tahun 2004. Namun, dalam perkembangannya sampai saat ini masih belum dihasilkan kinerja yang optimal dari sistem DMFC yang telah dibuat. Permasalahan yang terjadi adalah masih rendahnya densitas arus dan energi yang dihasilkan yang diperkirakan karena masih besarnya resistansi elektroda dan rendahnya aktivitas katalis komersial. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan densitas arus dan energi dari sistem DMFC dengan melakukan fabrikasi cell stack baru berbahan grafit dengan variasi pada open ratio dari flowfield dan fabrikasi Membrane Electrode Assembly (MEA) dengan katalis komersial dari E-TEK dengan variasi kandungan Nafion serta loading katalis anoda. Tahapan riset yang dilakukan meliputi: desain cell stack, fabrikasi cell stack, fabrikasi membrane electrode assembly (MEA), set-up sistem DMFC, dan uji sel tunggal untuk mengetahui kinerja DMFC. Fabrikasi cell stack menghasilkan dua buah cell stack berbahan grafit dengan variasi open ratio masing-masing adalah 80.3% dan 73.1%. Fabrikasi MEA telah membuat tiga buah MEA yang dipakai dalam penelitian kali ini dengan variasi kandungan Nafion 20 dan 40 wt% serta loading 3 dan 4 mg Pt-Ru/cm2. Metode brush coating katalis pada GDL memiliki efisiensi penguasan katalis rata-rata sebesar 70%. Dari hasil uji sel tunggal diketahui bahwa cell stack yang memiliki kinerja terbaik adalah yang memiliki open ratio 80.3% dengan densitas energi 25 mW/cm2 sedangkan open ratio 73.1% sebesar 14 mW/cm2. Kandungan Nafion yang memiliki kinerja terbaik adalah sebesar 40 wt% dengan densitas energi 19 mW/cm2 sedangkan kandungan Nafion 20% sebesar 6 mW/cm2. Kenaikan loading dari 3 mg Pt-Ru/cm2 ke 4 mg Pt-Ru/cm2 menunjukkan peningkatan densitas energi DMFC dari 16 mW/cm2 menjadi 18 mW/cm2. Bila dibandingkan dengan hasil riset intemasional, kinerja DMFC penelitian ini masih setengah kalinya bila dilihat dari sisi densitas energi yang dihasilkan, yaitu dengan densitas energi maksimum sebesar 24.75 mW/cm2 sedangkan hasil riset intemasional telah mencapai 39.42 mW/cm2 pada kondisi operasi yang sama."

"Saat ini krisis energi dan permasalahan lingkungan makin meningkat. Bahan baker fosil terbatas jumlahnya karena sifatnya yang tidak dapat diperbaharui serta dapat menimbulkan polusi udara. Penelitian mengenai penganti bahan bakar fosil telah lama dimulai. Jenis energi alternatif yang cukup berkembang saat ini adalah sel bahan baker atau fuel cell yang dapat mengkonversi energi kimia secara langsung menjadi energi listrik. Pengembangan teknologi ini diharapkan mampu mengatasi kebutuhan energi yang semakin meningkat dewasa ini. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia (DTK FTUI) telah memulai riset mengenai fuel cell yang berjenis Polymer Electrolyte Membrane (PEM) sejak awal tahun 2004. Namun, dalam perkembangannya sampai saat ini masih masih dihasilkan kinerja yang rendah. Salah satu penyebabnya adalah kualitas Membrane Electrode Assembly (MEA) yang kurang baik. Sistem fuel cell di DTK juga dapat menurunkan kinerja fuel cell. Skripsi ini membahas menganai penggunaan teknik sputtering untuk fabrikasi MEA. Teknik sputtering memberikan hasil yang baik pada fuel cell berbahan bakar hydrogen (PEMFC). MEA dengan taknik sputtering menghasilkan power density maksimum 138,6 dengan loading katalis 0,08 mg/cm2, sedangkan MEA konvensional dengan loading 0,2 mg/cm2 hanya menghasilkan 93,7 mW/cm2. Tetapi sputtering memberikan hasil yang rendah pada fuel cell berbahan bakar metanol (DMFC). MEA DMFC dengan teknik sputtering hanya memberikan power density maksimum 0,51 mW/cm2, sementara MEA konvensional mencapai 2,23 mW/cm2. Hal ini karena deposisi katalis Ru dilakukan secara terpisah dengan Pt sehingga keduanya tidak dapat membentuk logam paduan (alloy), yang pada akhirnya menurunkan kinerja MEA. Sistem fuel cell sebagai salah satu penyebab rendahnya kinerja pada DMFC telah dievaluasi. Penyebab utama rendahnya kinerja fuel cell di DTK adalah sistem aliran bahan bakar yang menyebabkan rendahnya tekanan gas reaktan. Yang kedua adalah kualitas cell stack sehingga yang menyebabkan tingginya resistensi sel. Dan yang terakhis adalah pembacaan DC E-Load di DTK memberikan nilai yang lebih rendah dari nilai yang sebenarnya.

---

World concern about energy and environmental issues is now increasing. Fossil fuels as a main source of energy is begin to deplete. Fossil fuels also cause severe damage to air quality due to its contaminant and incomplete combustion. Development for another energy source has begun since long ago. Fuel cells are one of the most developing alternatives. A fuel cell is able to produce electricity from a fuel directly, thus increasing its efficiency. Fuel cells can run with many renewable energy source such hydrogen and alcohol. Development of fuel cell is expected to respond the energy demand nowadays. Chemical Engineering University of Indonesia has begun a research on Polymer Electrolyte Membrane (PEM) based fuel cells since 2004s. But its development still features a low performance. This low outcome is caused by the quality of Membrane Electrode Assembly (MEA) and the system itself.

This research paper has been investigated the sputter deposition method as a tool for manufacturing fuel cell electrodes. This method gave a good result for hydrogen fuel cell PEMFC compared to conventional method. MEA with sputtering has 138.6 mW/cm2 maximum power densities with 0.08 mg/cm2 catalyst loading, since conventional method only gave 93.7 mW/cm2 maximum power densities with 0.2 mg/cm2 catalyst loading. But sputtering has an unexpected result for methanol fuel cell DMFC. Performance of DMFC MEA used sputtering only has 0.51 mW/cm2 maximum power densities, since conventional gave 2.23 mW/cm2 maximum power densities. This low performance was due to the sputtering method that deposit ruthenium catalyst separately with platinum. It made both of them wasn't able to form alloy metal, thus lowering performance. The fuel cell system as cause of low performance was also evaluated in this research. The main problem in fuel cell system is in the fueling system and oxidant. It contributed in lowering reactant pressure. The second problem is in fuel cell stack that contributed in high resistance of cell. The last problem is placed on the measurement instrument, the DC Electronic Load. Its reading was lower than the actual values."

"Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan material komposit bermatriks polimer yang digunakan untuk aplikasi pelat bipolar pada PEM fuel cell dengan konduktivitas tinggi, ringan, dan murah. Pada studi ini komposit konduktif dihasilkan melalui kombinasi berbagai bahan, antara lain polipropilena (PP), etilena-propilena-diena terpolimer (EPDM), material pengisi konduktif (karbon hitam, serat karbon, grafit sintetik), dan antioksidan. Semua bahan dicampur dalam hot blender dan dicetak menjadi sampel untuk pengujian dengan muatan pengisi 44 wt% dan 80 wt%. Setiap campuran komposit diukur kerapatan massanya dan sampel pelat digunakan untuk uji kekuatan tarik, kekuatan tekuk, dan konduktivitas listrik. Pengaruh dan efek sinergis dari jenis pengisi karbon yang berbeda-beda dalam matriks PP/EPDM dievaluasi. Dari hasil penelitian, diketahui bahwa kekuatan tarik dan kekuatan tekuk dipengaruhi oleh konsentrasi pengisi dan penambahan EPDM dalam matriks polipropilena. Konduktivitas tertinggi 8,607 S/cm diperoleh pada komposit dengan konsentrasi pengisi 80 wt%.

---

The objective of this research is to investigate a feasibility of a conductive composite family to be used as bipolar plates in a PEM fuel cell, in order to get highly conductive, light weight, and low cost bipolar plates. This work utilized a combination of a polypropylene (PP), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), low cost conductive filler materials (synthetic graphite, carbon black, carbon fibers), and antioxidant. The components were combined in a hot blender and compression molded into samples for testing with loadings up 44 wt% and 80 wt% of fillers. The novel blends were measured for density, and sample plates were tested for tensile strength, flexural strength, and electrical conductivity. The impact of different types of fillers on the composite properties was evaluated, as well as the synergetic effect of mixtures of fill types within a polypropylene matrix. From the results, the mechanical properties such as tensile strength and flexural strength were influenced by fillers concentration and EPDM added to the polypropylene matrix composite. The highest conductivity of 8.607 S/cm was obtained with the 80 wt% conductive fillers."