Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Saat ini, dunia sedang mengalami krisis energi dan lingkungan akibat menipisnya cadangan bahan bakar fosil dunia dan polutan yang dihasilkan pembakaran bahan bakar fosil. Salah satu solusi yang potensial untuk mengatasi masalah-masalah tersebut adalah penerapan teknologi polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). Namun, pemanfaatan PEMFC secara massal masih mengalami banyak kendala, antara lain harga katalis Pt yang mahal dan usia pemakaian PEMFC yang masih rendah. Salah satu faktor penyebab rendahnya usia PEMFC adalah terjadinya degradasi pada karbon penyangga katalis yang digunakan. Saat ini, solusi yang paling menjanjikan dari permasalahan tingginya harga katalis tanpa menurunkan kinerja PEMFC adalah penerapan teknik sputtering untuk mendeposisikan katalis platina pada penyangga karbon. Sementara itu, degradasi pada karbon penyangga katalis dapat diatasi dengan mengganti penyangga katalis carbon black Vulcan XC 72 dengan carbon nanotube (CNT) yang lebih tahan terhadap lingkungan korosif. Selain mengatasi masalah degradasi, penggunaan CNT juga dapat menurunkan loading katalis Pt karena luas permukaan efektifnya yang lebih tinggi. Luas area MWNT yang digunakan dalam penelitian ini adalah 500 m_/gr, sementara luas carbon black Vulcan XC72 adalah 250 m_/gr. Penelitian ini mengkombinasikan aplikasi CNT sebagai penyangga katalis dan teknik deposisi sputtering untuk mengoptimalkan kinerja dan memperpanjang usia pemakaian PEMFC. Penelitian ini terdiri dari 3 tahap utama, yakni fabrikasi membrane electrode assembly (MEA), set up sistem PEMFC, dan uji kinerja single cell PEMFC. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah terbentuknya prototype PEMFC dengan kinerja yang lebih baik dan usia pemakaian yang lebih panjang dari hasil-hasil penelitian sebelumnya. Power density maksimum yang dihasilkan MEA CNT-sputtering adalah 12,57 mW/cm_. Hasil tersebut masih lebih rendah dari power density maksimum yang dihasilkan MEA komersial, yaitu 98,36 mW/cm_. Hal tersebut disebabkan rendahnya jumlah katalis Pt yang terdeposisi pada MEA. Namun, kelekatan carbon paper dan membran Nafion pada MEA CNT-sputtering lebih kuat sehingga pengelupasan carbon paper tidak terjadi setelah pengujian selama 6 jam dengan DC Electronic Load. ......At present, the world is facing an energy crisis due to the declining reserve of fossil fuel and the environmental damage that is caused by the combustion of it. One of the most potential solution for the crisis is the application of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) technology. Unfortunately, the mass application of PEMFC is still limited due to the high price of platinum catalyst and PEMFC's short lifetime that is caused by the degradation of carbon catalyst support. Application of sputtering technology in the catalyst deposition is one of the best solution to overcome the high cost of platinum. Meanwhile, degradation of the catalyst support can be overcome by the usage of carbon nanotube (CNT) to replace the conventional Vulcan XC72 carbon support. CNT has more resistance to acid environment, thus more resistant to corrosion. Moreover, CNT can reduce the catalyst loading due the high effective surface area. Therefore, this research combined the application of sputtering technology and the usage of CNT as catalyst support to optimize PEMFC performance and increase its lifetime. This research consists of three main step, i.e. the fabrication of membrane electrode assembly (MEA), set up of PEMFC system, and single cell PEMFC performance test. The expected result of this research is the fabrication of a better PEMFC prototype with longer lifetime than the previous researches. The maximum power density result of the CNT ' sputtering MEA is 12,57 mW/cm_. Meanwhile, the maximum power density of commercial MEA is 98,36 mW/cm_. The low amount of Pt that deposited in the MEA is the main reason for this low power density. However, the MEA's resistance to the peeling of carbon paper after 6 hours test in DC Electronic Load is increasing.

Abstrak :
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 each control 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.

Abstrak :
Ketergantungan Indonesia pada energi fosil membuat produksi minyak bumi dalam negeri turun drastis sejak tahun 2001 silam sedangkan kebutuhan energi terus meningkat. Selain itu, penggunaan energi fosil dapat menimbulkan permasalahan bagi lingkungan. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu energi alternatif yang ramah lingkungan untuk mengatasi masalah tersebut. Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan salah satu sumber energi alternatif yang prospektif untuk dikembangkan dan ramah lingkungan. Pada penelitian ini, elektroda boron-doped diamond digunakan sebagai elektroda kerja dan khamir Candida fukuyamaensis digunakan sebagai biokatalis pada sistem MFC. Untuk memperoleh energi listrik yang optimum dilakukan variasi pH pada kompartemen anoda dari pH 6,5-7,5 dan variasi konsentrasi mediator dari 10-100 μM. Energi listrik maksimum yang dihasilkan sebesar 396,2 mW/m2 dan 310 mA/m2 pada kondisi pH 7,5 dengan konsentrasi mediator 10 μM. ...... The dependency of fossil energy in Indonesia may cause crude oil production decreased drastically since 2001, while energy consumption increased. In addition, The use of fossil energy can cause several environment problems. Therefore, we need a alternative energy that environment friendly as solution for these problems. Microbial fuel cell is one of prospective alternative energy source to be developed and environment friendly. In this study, Boron-doped diamond electrode was used as working electrode and Candida fukuyamaensis as biocatalyst in microbial fuel cell. Different pH of anode compartmen (pH 6,5-7,5) and mediator consentration (10-100 μM) was used to produce electricity optimally. The maximum power and current density 396,2 mW/m2 and 310 mA/m2, for MFC using pH 7,5 at anode compartment and methylene blue concentration at 10 μM respectively.

Abstrak :
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.

Abstrak :
ABSTRAK
Penelitian Microbial Fuel Cell skala laboratorium dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas dan efisiensi produksi energi listrik dalam sistem Microbial Fuel Cell dengan menggunakan mikroorganisme. Medium yang digunakan merupakan golongan bakteri berupa isolat dari bakteri Saccharomces cereviciae. Sejumlah media dievaluasi kapasitasnya dalam memberikan fase pertumbuhan yang terbaik untuk Saccharomces cereviciae menggunakan metode Optical Density dengan Spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm. Proton Exchange Membrane yang digunakan adalah jenis Nafion 117, Lynctech, USA. Elektroda yang digunakan sebagai mediator elektron pada kedua kompartmen baik anoda maupun katoda, merupakan elektroda grafit di dalam bejana bervolume 5 x 10-2 m. Sedangkan pada kompartmen katoda merupakan elektrolit berupa campuran senyawa K3Fe(CN)6 dan K2HPO4. Mikroba yang telah dikultur akan diaplikasikan ke dalam reaktor Microbial Fuel Cell untuk dibaca kemampuannya dalam menghasilkan energi listrik dengan mengaplikasikannya pada sistem elektrik yaitu sebuah digital multimeter (microampermeter) dengan penghubung kabel sepanjang 3,0 x 10-1 m. Elektron dialirkan melalui sebuah grafit seluas 1.46 x 10-3 m2 untuk diukur besar kuat arus dan tegangannya. Sejumlah faktor perlu dikontrol sehingsga mikroba dapat menghasilkan energi listrik secara efisien, diantaranya dengan melakukan pengukuran terhadap derajat keasaman dan nilai DO dalam kompartemen anoda. Dari hasil penelitian MFC, diperoleh efisiensi listrik sebesar 53,90% untuk perbandingan antara meggunakan dan tanpa riboflavin sebagai mediator. Sedangkan penambahan minyak nabati ke dalam sistem MFC menghasilkan nilai optimum sebesar 189 µA. Selain itu, dalam penelitian ini diperoleh bahwa minyak nabati yang ditambahkan saat inokulasi Saccharomyces cerevisiae, terbukti dapat meningkatkan kadar riboflavin hingga 42,19 % selama 35 jam proses inkubasi.

---

ABSTRACT
A laboratory-scale of Microbial Fuel Cell carried out in order to determine the capacity and efficiency of electricity production in microbial fuel cell systems by using microorganisms. The medium used is an isolate culture of Saccharomces cereviciae. A number of media evaluated its capacity to provide the best growth phase for Saccharomces cereviciae using Optical Density method with spectrophotometer at a wavelength of 550 nm. Proton Exchange Membrane used was kind of Nafion 117, Lynctech, USA. Electrodes are used as electron mediator in both anode and cathode compartment either, a graphite electrode in the vessel volume of 5 x 10-2 m3. While in the cathode compartment is a mixture of electrolyte compounds K3Fe(CN)6 and a buffer solution. Microbes that have been cultured to be applied into the reactor Microbial Fuel Cell for reading ability in generating electrical energy by applying it to the electric system is a digital multimeter (microampermeter) with connecting cable along the 3.0 x 10-1 m. Electrons flow through a graphite covering 1,46 x 10-3 m2 to measure the large currents and voltage. A number of factors need to be controlled so that microbes can generate electrical energy efficiently, such as by measuring the degree of acidity and the DO in the anode compartment. From the results of MFC research, obtained by electrical efficiency of 53.90% for the comparison between receipts and without riboflavin as a mediator. While the addition of vegetable oil into the MFC system produces the optimum value of 189 μA. In addition, in this study shows that vegetable oils are added during inoculation of Saccharomyces cerevisiae, is proven to increase levels of riboflavin up to 42.19% after 35 hours incubation process.

Abstrak :
Telah dilakukan pencangkokan monomer stirena pada film ETFE dengan teknik iradiasi awal. Penelitian dilakukan dengan cara meradiasi film ETFE dengan sinar-γ pada variasi dosis total radiasi dari 2,5 sampai 12,5 kGy dan variasi laju dosis dari 1,3 sampai 1,9 kGy/jam. Kemudian kopolimer teriradiasi dicangkok menggunakan monomer stirena dalam berbagai pelarut etanol, 2-propanol, dan toluena dengan variasi konsentrasi dari 20 sampai 70% volume, suhu pencangkokan dari 50 sampai 90oC, dan waktu pencangkokan dari 2 sampai 12 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persen pencangkokan meningkat dengan meningkatnya dosis total radiasi dan menurunnya laju dosis radiasi. Diperoleh kondisi optimum percobaan pada dosis total 10 kGy, laju dosis 1,9 kGy/jam, pelarut 2-propanol, stirena 40%.

---

Synthesis of Fuel Cell Membrane: Copolymerization of Styrene on ETFE Film by Grafted pre-Irradiation. Preirradiation Grafting styrene monomer on ETFE film has been prepared. Research has been performed by γ-ray radiation at various total dose from 2.5 ? 12.5 kGy and various dose rate from 1.3 ? 1.9 kGy/hour. Irradiated copolymer is then grafted by styrene monomer in various solvent: ethanol, 2-propanol, and toluene, various concentration from 20 ? 70% volume, various temperature from 50 ? 90oC, and various grafting time from 2 ? 12 hours. The results showed that percent of grafting is increase with increase of total dose and decrease of rate dose. The optimum experiment conditions are obtained at total dose 10 kGy, dose rate 1,9 kGy/hour, 2-propanol solvent, 40% volume styrene, 4 hours grafting time, and 70oC grafting temperature.

Abstrak :
Bipolar plate in a polymer membrane fuel cell (PMCF) plays important role either in improving cell performance or reducing production cost. This work studied the effect of additives and carbon compositions on properties of polymer / carbon composite as bipolar plate material. The effects of two additives, i.e.: PVDF (polyvinylidene fluoride) and EDPM (etilena -propilena-diena terpolimer), each in four different compositions of polymer / carbon composites was tested. The results show that the addition of EPDM tends to give higher conductivity of composite but lower tensile and flexural strength, compared to PVDF, further, the increase of carbon mass fraction in the composites shows the same effect, that is higher conductivity but lower tensile and flexural strength.

Abstrak :
Metode baru dan karakterisasi membran komposit PVA-TMSP tersulfonasi untuk aplikasi sel bahan bakar metanol langsung (DMFC) telah diinvestigasi. Pembuatan membran PVA-TMSP tersulfonasi dilakukan melalui tahapan pengikatan silang antara larutan PVA dan trimethoxysilyl propanethiol (TMSP) dengan metode sol-gel dan katalis HCl pekat. Konsentrasi TMSP divariasikan dari 1% hingga 3%. Larutan dalam bentuk gel dituangkan di atas lembaran logam untuk mendapatkan lembaran tipis membran. Membran tersebut kemudian dioksidasi dengan H2O2 pada berbagai variasi konsentrasi (10-30%), untuk mengkonversi gugus merkapto menjadi gugus sulfonat. Pengamatan terhadap proses pengikatan silang serta keberadaan gugus sulfonat, dilakukan dengan teknik spektroskopi inframerah, yang hasilnya ditunjukkan dengan frekuensi vibrasi masing-masing pada 1140-1200/cm and 1200-1145/cm. Pengamatan membran dengan SEM-EDX menunjukkan hasil bahwa distribusi partikel silika dalam reaksi sol-gel tidak merata yang disebabkan oleh cepatnya laju pertukaran reaksi kondensasi. Nilai derajat pengembangan menurun drastis seiring dengan meningkatnya konsentrasi metanol di dalam membran PVA-TMSP tersulfonasi, yang berkebalikan dengan nilai derajat pengembangan untuk membran komersial Nafion. Nilai maksimum kapasitas penukar ion dari membran adalah 1,82 mmol/g sedangkan konduktivitas proton tertinggi sebesar 3,9 x 10-4S/cm. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa membran tersebut berpotensi untuk diaplikasikan di dalam sistem DMFC.

---

Novel preparation and characterization of sulfonated polyvinyl alcohol (PVA)?trimethoxysilyl propanethiol (TMSP) membranes for direct methanol fuel cell (DMFC) application have been investigated. Preparation of sulfonated PVA- TMSP membrane was conducted by crosslinking steps using sol-gel method and a catalyst of concentrated HCl. TMSP concentrations were varied from 1% to 3%. The gel solution was cast on to the membrane metal plate to obtain membrane sheets. The membrane was then oxidized in H2O2 concentrations of (10-30%) to convert the mercapto groups into sulfonate group. Investigations of the cross-linking process and the existence of sulfonate group were conducted by infrared spectroscopy as shown for frequencies at 1140?1200/cm and 1200-1145/cm respectively. The scanning electron microscope?energy dispersive X-rays (SEM-EDX) of the membranes indicated that the distribution of silica particles from sol-gel reaction products was uneven due to the fast exchange rate of condensation. The degree of swelling decreased as methanol concentrations in crease for sulfonated PVA-TMSP membrane which opposed toward the value of commercial Nafion membrane. The maximum value of ion exchange capacity of the membrane was 1.82 mmol/g whereas the highest proton conductivity was 3.9 x 10-4 S/cm. Therefore it can be concluded that the membrane was a potential candidate for application in DMFC.

Abstrak :
Teknologi Microbial Fuel Cell (MFC) berpotensi dikembangkan sebagai sumber energi listrik alternatif karena dapat mengkonversi berbagai substrat dari sumber yang dapat diperbaharui menjadi energi listrik menggunakan bakteri sebagai biokatalis. Limbah cair tempe merupakan salah satu bahan yang dapat dimanfaatkan sebagai substrat MFC. Penggunaan limbah cair tempe sebagai substrat MFC memberikan keuntungan dalam mengurangi biaya pembelian bakteri dan pengolahan limbah cair tempe. Saat ini, aplikasi MFC masih terbatas karena produksi listrik yang dihasilkan relatif kecil, sehingga banyak penelitian yang dilakukan untuk meningkatkan produksi listrik oleh MFC. Penelitian ini berfokus dalam meneliti pengaruh waktu pembentukan biofilm dan penggunaan makromolekul sebagai substrat tambahan terhadap produksi listrik dari sistem MFC dengan reaktor tubular membranless dan substrat limbah cair tempe. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karbohidrat merupakan makromolekul dalam limbah cair tempe yang paling berpengaruh dalam produksi listrik ditandai dengan nilai penurunan kadar terbesar, yaitu 1,82%, setelah eksperimen MFC dilakukan selama 50 jam. Pembentukan biofilm pada anoda dapat meningkatkan produksi listrik hingga 10 kali lipat, sedangkan penggunaan glukosa sebagai substrat tambahan menurunkan produksi listrik hingga 60%. Hasil keluaran listrik terbesar diperoleh dari variasi waktu pembentukan biofilm 14 hari dengan kandungan EPS pada biofilm sebesar 0,13 mg/cm2. Nilai tegangan dan densitas daya maksimum yang dihasilkan berturut turut 34,81 mV dan 0,26 mW/m2.

---

Microbial Fuel Cell (MFC) technology has the potential to be developed as an alternative energy source since it can convert various substrates from renewable sources into electricity using bacteria as biocatalyst. Tempe wastewater is one of the material which can be utilized as MFC substrate. The use of tempe wastewater as MFC substrate gives advantages in reducing the purchasing cost of bacteria and tempe wastewater treatment. Currently, the applications of MFCs are still limited due to the relatively low electricity production, so many studies have been conducted to improve the electricity production by MFC. This study focused on investigating the influence of biofilm formation time and the use of macromolecule as additional substrate towards electricity production from MFC system with tubular membranless reactor. This study suggested that carbohydrate is the macromolecule contained in tempe wastewater which is the most influential for electricity production marked by the biggest decrease in macromolecule content, which is 1.82%, after MFC experiment had been carried out for 50 hours. In addition, biofilm formation on anode could improve the electricity production up to 10-folds while the use of glucose as substrate addition reduce the electricity production. The biggest electricity output was obtained from the experiment of biofilm formation for 14 days with EPS content in biofilm 0,13 mg/cm2 where the maximum voltage and power density produced was respectively 34,81 mV dan 0,26 mW/m2.