Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"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."

"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."

"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 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."

"Penelitian tentang Fuel Cell juga didorong oleh kemajuan dalam pembuatan nanomaterials dan aplikasinya sebagai bahan fuel cell dalam beberapa tahun terakhir. Pengembangan teknik fabrikasi terus ditingkatkan untuk mengatasi hambatan masalah daya tahan Membrane Electrode Assembly (MEA) pada PEM Fuel Cell pada periode tertentu. Salah satu faktor yang menyebabkan menurunkan kualitas MEA adalah manajemen air yang buruk pada lapisan elektroda. Selain masalah manajemen air, kendala lain yang berhubungan dengan daya tahan fuel cell adalah degradasi katalis Pt berpenyangga karbon (carbon supported Pt, Pt/C) yang disebabkan oleh korosi karbon penyangga. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan kinerja Membrane Electrode Assembly (MEA) dari fuel cell bertipe membran penukar proton (PEMFC) melalui dua pendekatan. Pendekatan pertama adalah perbaikan manajemen air dengan memanfaatkan teflon sebagai material hidrofobik pada MPL. Pendekatan kedua adalah penggunaan karbon nanotube sebagai lapisan Microporous (MPL) yang bertujuan untuk meningkatkan sifat konduktifitas dan masalah degradasi katalis Pt dari elektroda MEA. Dari sebuah perbandingan antara pemanfaatan teflon berjenis Polytetrafluoroethylene (PTFE) dengan Fluorinated ethylene propylene (FEP) didapatkan bahwa FEP memberikan kontribusi lebih terhadap peningkatan kualitas dalam hal ketahananannya terhadap masalah air dalam elektroda sehingga mampu bertahan hingga lebih dari 40 jam operasional dibandingkan dengan PTFE. Dalam pemanfaatan Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) dalam MPL didapatkan komposisi yang optimal yang mampu meningkatkan konduktivitas dari elektroda, pemakaian 50% MWCNT terhadap total karbon dalam MPL meningkatkan 43,7% konduktitas dibanding jika hanya Vulcan saja. Dan pemakaian 50% Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNT) mampu meningkatkan 44,3% konduktifitasnya. Kualitas daya yang dihasilkan dari pemanfaatan 50%MWCNT adalah 110mW/cm2, sedangkan kualitas daya yang dihasilkan dari pemanfaatan 50% SWCNT adalah 134mW/cm2.

---

Research on Fuel Cell is also encouraged by progress in the manufacture of nanomaterials and their application as fuel cell materials in recent years. Development of fabrication techniques continue to be improved to overcome barriers to durability problems Membrane Electrode Assembly (MEA) in PEM Fuel Cell at a certain period. One of the factors that lead to lower quality of MEA is poor water management on the electrode layer. In addition to water management problems, other constraints related to fuel cell durability is the degradation of Pt catalysts carbon supported (Pt/C) caused by corrosion.

The purpose of this research is to improve the performance of Membrane Electrode Assembly (MEA) of fuel cell proton exchange membrane type (PEMFC) through two approaches. The first approach is to improve water management by using Teflon as a hydrophobic material on the MPL. The second approach is to use carbon nanotubes as Microporous Layer (MPL) which aims to increase the conductivity properties of Pt catalyst and the problem of degradation of the MEA electrodes.

From a comparison between the utilization of Polytetrafluoroethylene (PTFE) with Fluorinated ethylene propylene (FEP) Teflon manifold was found that FEP contribute more to improving the quality in terms of durability to the problem of water in the electrodes, that can operated more than 40 hours compared with PTFE.

In the use of Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) in MPL obtained the optimal composition that is able to increase the conductivity of the electrode, the use of 50% of MWCNT from total carbon in the MPL can increase 43.7% than if only used Vulcan only. And use 50% of Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNT) can increase 44.3% conductivity. The quality of power generated from the utilization of 50% MWCNT is 110mW/cm2, while the quality of power generated from the utilization of 50% SWCNT is 134mW/cm2. "

"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."

"Tesis ini bertujuan untuk melakukan pengembangan metode perlakuan terhadap tegangan keluaran sistem fuel cell yang cenderung berubah seiring perubahan beban agar mampu bertahan pada nilai yang relatif konstan. Hal ini dilakukan dengan menambahkan suatu DC-DC converter berupa buck converter pada keluaran fuel cell sebelum diubah menjadi tegangan AC oleh inverter. Hasil uji coba menunjukkan tegangan keluaran sistem menjadi relatif tetap pada tegangan 12,4 volt +2,5% saat diberi beban yang berfluktuasi jika dibandingkan dengan tegangan keluaran fuel cell itu sendiri.

---

The purpose of this thesis is to conduct method development treatment of output voltage of fuel cell system, which is tend to change along with load fluctuation, to be able to withstands on relatively constant value. It?s done by adding a buck converter as a DC-DC converter on fuel cell's output before it's changed as AC voltage by inverter. The experiment result shows that output voltage of the system is relatively constant on 12.4 volt +2,5% under fluctuated load in comparison with output voltage from fuel cell it self."

"Kebutuhan dunia terhadap energi kian meningkat seiring dengan meningkatnya pertumbuhan ekonomi dan populasi serta perkembangan teknologi. Energi terbarukan berupa fuel cell, merupakan alternatif yang memiliki efisiensi tinggi, ramah lingkungan, dan pengoperasian yang tenang. Salah satu jenis fuel cell yang saat ini banyak digunakan adalah Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). PEMFC menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar dan oksigen dari udara sebagai oksidan. Salah satu komponen utama dalam PEMFC adalah bipolar plate, yang berfungsi mendistribusikan gas reaktan secara seragam dan efisien. Maka dari itu, diperlukan konduktivitas listrik yang baik pada bipolar plate sehingga efisiensi dan daya output fuel cell dapat meningkat. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan konduktivitas listrik bipolar plate berbasis karbon, yaitu grafit, hingga mencapai > 100 S/cm, sesuai dengan target teknis United States Department of Energy. Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah melalui electroplating menggunakan pelat tembaga, karena konduktivitas listriknya yang tinggi, kedua setelah perak. Dilakukan karakterisasi menggunakan LCR meter untuk mengukur resistansi bipolar plate, sebagai data untuk menghitung konduktivitas listrik, serta Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat morfologi permukaan dan komposisi kimia bipolar plate, sebelum dan setelah proses electroplating. Berdasarkan penelitian setelah electroplating, diperoleh rata-rata konduktivitas listrik bipolar plate pada konsentrasi 0,3 M sebesar 102,3611 S/cm, pada konsentrasi 0,6 M sebesar 688,5073 S/cm, dan pada konsentrasi 0,9 M sebesar 960,8296 S/cm. Hasil tersebut menunjukkan bahwa konduktivitas listrik bipolar plate akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi larutan, serta terpenuhinya target teknis dari United States Department of Energy sebesar > 100 S/cm. Lapisan tembaga pada bipolar plate juga tampak lebih homogen dan mengkilap seiring bertambahnya konsentrasi. Selain itu, analisis SEM-EDX menunjukkan bahwa weight percent (wt%) dan atom percent (at%) tembaga semakin besar seiring meningkatnya konsentrasi larutan tembaga(II) sulfat pentahidrat (CuSO4·5H2O). Dengan demikian, semakin besar konsentrasinya, maka akan semakin tinggi pula konduktivitas listriknya dan semakin baik endapan tembaga yang dihasilkan pada bipolar plate.

---

The world's demand for energy is increasing along with economic and population growth and technological development. Renewable energy in the form of fuel cells is an alternative that has high efficiency, environmentally friendly, and quiet operation. One type of fuel cell that is currently widely used is the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). PEMFC uses hydrogen as fuel and oxygen from the air as oxidant. One of the main components in PEMFC is the bipolar plate, which functions to distribute the reactant gas uniformly and efficiently. Therefore, good electrical conductivity is required on the bipolar plate so that the efficiency and output power of the fuel cell can increase. Therefore, this research aims to improve the electrical conductivity of carbon-based bipolar plates, namely graphite, to reach > 100 S/cm, in accordance with the technical target of the United States Department of Energy. The method used in this research is through electroplating using copper plate, due to its high electrical conductivity, second only to silver. Characterization was carried out using an LCR meter to measure the resistance of the bipolar plate, as data for calculating electrical conductivity, and a Scanning Electron Microscope (SEM) to see the surface morphology and chemical composition of the bipolar plate, before and after the electroplating process. Based on the research after electroplating, the average electrical conductivity of bipolar plates at a concentration of 0.3 M was 102.3611 S/cm, at a concentration of 0.6 M was 688.5073 S/cm, and at a concentration of 0.9 M was 960.8296 S/cm. These results show that the electrical conductivity of the bipolar plate will increase with increasing solution concentration, and fulfill the technical target of the United States Department of Energy of > 100 S/cm. The copper layer on the bipolar plate also looks more homogeneous and shiny as the concentration increases. In addition, SEM-EDX analysis showed that the weight percent (wt%) and atomic percent (at%) of copper increased as the concentration of copper(II) sulfate pentahydrate (CuSO4·5H2O) solution increased. Thus, the greater the concentration, the higher the electrical conductivity and the better the copper deposits produced on the bipolar plate."

"Kebutuhan dunia terhadap energi kian meningkat seiring dengan meningkatnya pertumbuhan ekonomi dan populasi serta perkembangan teknologi. Energi terbarukan berupa fuel cell, merupakan alternatif yang memiliki efisiensi tinggi, ramah lingkungan, dan pengoperasian yang tenang. Salah satu jenis fuel cell yang saat ini banyak digunakan adalah Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). PEMFC menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar dan oksigen dari udara sebagai oksidan. Salah satu komponen utama dalam PEMFC adalah bipolar plate, yang berfungsi mendistribusikan gas reaktan secara seragam dan efisien. Maka dari itu, diperlukan konduktivitas listrik yang baik pada bipolar plate sehingga efisiensi dan daya output fuel cell dapat meningkat. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan konduktivitas listrik bipolar plate berbasis karbon, yaitu grafit, hingga mencapai > 100 S/cm, sesuai dengan target teknis United States Department of Energy. Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah melalui electroplating menggunakan pelat tembaga, karena konduktivitas listriknya yang tinggi, kedua setelah perak. Dilakukan karakterisasi menggunakan LCR meter untuk mengukur resistansi bipolar plate, sebagai data untuk menghitung konduktivitas listrik, serta Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat morfologi permukaan dan komposisi kimia bipolar plate, sebelum dan setelah proses electroplating. Berdasarkan penelitian setelah electroplating, diperoleh rata-rata konduktivitas listrik bipolar plate pada konsentrasi 0,3 M sebesar 102,3611 S/cm, pada konsentrasi 0,6 M sebesar 688,5073 S/cm, dan pada konsentrasi 0,9 M sebesar 960,8296 S/cm. Hasil tersebut menunjukkan bahwa konduktivitas listrik bipolar plate akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi larutan, serta terpenuhinya target teknis dari United States Department of Energy sebesar > 100 S/cm. Lapisan tembaga pada bipolar plate juga tampak lebih homogen dan mengkilap seiring bertambahnya konsentrasi. Selain itu, analisis SEM-EDX menunjukkan bahwa weight percent (wt%) dan atom percent (at%) tembaga semakin besar seiring meningkatnya konsentrasi larutan tembaga(II) sulfat pentahidrat (CuSO4·5H2O). Dengan demikian, semakin besar konsentrasinya, maka akan semakin tinggi pula konduktivitas listriknya dan semakin baik endapan tembaga yang dihasilkan pada bipolar plate.

---

The world's demand for energy is increasing along with economic and population growth and technological development. Renewable energy in the form of fuel cells is an alternative that has high efficiency, environmentally friendly, and quiet operation. One type of fuel cell that is currently widely used is the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). PEMFC uses hydrogen as fuel and oxygen from the air as oxidant. One of the main components in PEMFC is the bipolar plate, which functions to distribute the reactant gas uniformly and efficiently. Therefore, good electrical conductivity is required on the bipolar plate so that the efficiency and output power of the fuel cell can increase. Therefore, this research aims to improve the electrical conductivity of carbon-based bipolar plates, namely graphite, to reach > 100 S/cm, in accordance with the technical target of the United States Department of Energy. The method used in this research is through electroplating using copper plate, due to its high electrical conductivity, second only to silver. Characterization was carried out using an LCR meter to measure the resistance of the bipolar plate, as data for calculating electrical conductivity, and a Scanning Electron Microscope (SEM) to see the surface morphology and chemical composition of the bipolar plate, before and after the electroplating process. Based on the research after electroplating, the average electrical conductivity of bipolar plates at a concentration of 0.3 M was 102.3611 S/cm, at a concentration of 0.6 M was 688.5073 S/cm, and at a concentration of 0.9 M was 960.8296 S/cm. These results show that the electrical conductivity of the bipolar plate will increase with increasing solution concentration, and fulfill the technical target of the United States Department of Energy of > 100 S/cm. The copper layer on the bipolar plate also looks more homogeneous and shiny as the concentration increases. In addition, SEM-EDX analysis showed that the weight percent (wt%) and atomic percent (at%) of copper increased as the concentration of copper(II) sulfate pentahydrate (CuSO4·5H2O) solution increased. Thus, the greater the concentration, the higher the electrical conductivity and the better the copper deposits produced on the bipolar plate."