Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013
ISSN 0216-7492
ANALISA KERUGIAN TEGANGAN DAN PENURUNAN TEKANAN PADA RUANG ALIR TERHADAP SEL BAKAR JENIS MEMBRAN ELEKTROLIT POLIMER KAPASITAS 20W William Ryan Wijaya1, Himsar Ambarita2 1
Mahasiswa Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl. Almamater Kampus USU, Medan 20155 Email :
[email protected] 2 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl. Almamater Kampus USU, Medan 20155 Email :
[email protected] ABSTRAK
Bahan bakar fosil merupakan salah satu sumber bahan bakar penggerak energi listrik, mobil, maupun peralatan - peralatan lain. Namun akibat dari penggunaan besar - besaran oleh manusia di muka bumi ini, semakin lama bahan bakar fosil yang tersedia di muka bumi ini akan habis pada saatnya. Sebelum habisnya bahan bakar fosil yang tersedia di muka bumi ini, harus dicari bahan bakar alternatif yang tidak terbatas sumbernya.Salah satu bahan bakar alternatif adalah hidrogen murni.Fokus kajian ini sel bahan bakar jenis Polymer Electrolyte Membrane (PEM).Tujuannya adalah salah satu dasar kajian awal untuk kajian - kajian selanjutnya.Sel bahan bakarmerupakan salah satu peralatan yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar utama untuk menghasilkan listrik berarus DC.Hidrogen murni dihasilkan dari hidrolisis aquadest. Hidrogen yang dihasilkan dialirkan ke sel bahan bakaruntuk kemudian diproses dan akan menghasilkan tegangan listrik. Hasil kajian menunjukkan 10 liter hidrogen yang menghasilkan tegangan listrik sebesar 10V selama 30 menit. Kesimpulan dari hasil kajian menunjukkan efisiensi kipas pada stack sel bahan bakar adalah 0,579 dan aliran hidrogen yang terjadi di dalam microchannel adalah aliran laminar penuh, selain itu sel bahan bakar belum dapat berfungsi maksimal akibat tingkat ketahanan sel bahan bakar sangat rendah. Kata kunci: sel bahan bakar, tegangan, tekanan Abstract The focus of this study is the polymer electrolyte membrane fuel cell 20 watt. Where the trial will be conducted to determine the voltage that can be produced and the pressure of the incoming fuel. The goal is to determine the voltage loss and pressure drop on the flow field plate. The fuel used is hydrogen where come from hydrolysis of distilled water at hydrofill. The hydrogen then is stored in a hydrostick where then this will be connected to the fuel cell stack that can drive a cooling pad. Analysis done by mathematical calculations using the data obtained in the experiments and some of the data is assumed. Result analysis shows that the voltage loss occurs is 5.2 volts and the pressure drop on the flow field plate is 0.01188 Pa. The conclusion was that the performance of the fuel cell is still not optimal in general is demonstrated by the voltage generated by each fuel cell operated thus requiring further development. Keywords: fuel cell, voltage, pressure
1. Pendahuluan Kebutuhan bahan bakar yang semakin meningkat dewasa ini tidak diimbangi dengan ketersediaan sumber daya alam yang ada, terutama minyak
bumi, yang hingga saat ini masih merupakan sumber energi utama dunia. Untuk membantu mengatasi permasalahan di atas, maka diperlukan suatu inovasi teknologi yang efisien dan ramah lingkungan. Sel bahan bakar 44
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013 adalah suatu alat elektrokimia yang mirip dengan baterai yang dapat mengubah energi dari bahan bakar menjadi energi listrik [1]. Sel bahan bakar yang pada saat ini masih merupakan produk harapan untuk masa depan, sebenarnya sudah dikenal cukup lama, tetapi pengembangannya baru dilakukan belum terlalu lama bahkan penggunaannya untuk kebutuhan baru dilakukan secara intensif pada akhir abad 20. Sel bahan bakar merupakan salah satu sumber energi alternatif sebagai pengganti minyak bumi. Dalam pembahasan skripsi ini jenis sel bahan bakar yang digunakan adalah membran elektrolit polimer. Digunakan membran elektolit polimer karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan jenis sel bahan bakar lainnya terutama dalam hal portabilitas, waktu mulai pengoperasian yang singkat, temperatur operasional yang rendah dan kesederhanaan konstruksi sistemnya. Tujuan dari tulisan ini adalah menyajikan pembahasan dasar dari sel bahan bakar dan menjelaskan parameter-parameter yang akan dianalisis yaitu besar kerugian tegangan dan penurunan tekanan pada ruang alir. 2. Sel bahan bakar 2.1 Prinsip dasar Sel bahan bakar memiliki prinsip kerja yang relatif sama dengan baterai, yaitu dengan mengubah energi kimia menjadi listrik. Perbedaannya terletak pada sumber bahan bakarnya yang berasal dari luar sel. Hal ini berbeda dengan baterai yang bahan kimianya berada dalam baterai itu sendiri sehingga ketika bahan kimia ini habis bereaksi atau berubah bentuk senyawa kimianya, maka baterai akan kehilangan kemampuannya untuk menghasilkan listrik [2]. Satu unit sel bahan bakar, atau lebih dikenal dengan sel, pada umumnya hanya mampu menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang relatif
ISSN 0216-7492 kecil sehingga diperlukan lebih dari satu sel agar daya yang dihasilkan memadai untuk aplikasi praktis. Sel-sel ini dirangkai secara seri dengan memanfaatkan plat pembatas bipolar antar sel, serupa dengan rangkaian pada baterai yang kita gunakan seharihari [3].
Gambar 1. Sel Tunggal Di anoda terdapat katalis yang mengoksidasi hidrogen yang masuk menjadi ion H+ (proton) dan elektron yang bermuatan negatif. Fungsi elektrolit sebagai media agar ion-ion H+ bisa lewat tapi menghalangi elektron lewat. Sehingga elektron ini terpaksa mengalir melalui kawat luar sambil membawa arus listrik. Selanjutnya ion H+ tadi melewati elektrolit menuju katoda. Begitu sampai di katoda, ion positif ini berjumpa lagi dengan elektron sebelumnya yang bergerak melalui kawat, dan bergabung dengan udara (oksigen) yang masuk melalui katoda sehingga semua bersatu membentuk menjadi air murni (H2O) dan panas sebagai keluarannya.
Gambar 2. Prinsip Kerja Sel Bahan Bakar Secara Umum
45
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013
2.2 Jenis – Jenis Sel bahan bakar Sel bahan bakar adalah keluarga teknologi yang menghasilkan listrik melalui proses elektrokimia, bukan pembakaran. Sel bahan bakar memiliki jenis yang beragam. Penggolongan jenis sel bahan bakar dilakukan berdasarkan jenis elektrolit yang digunakan. Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC). Jenis membran yang sering digunakan saat ini adalah nafion yaitu sejenis membran yang terbuat dari bahan polimer. PEMFC menggunakan platinum sebagai katalis karena platinum adalah katalis yang paling aktif untuk suhu rendah sel bahan bakar. PEMFC beroperasi pada temperatur yang relatif rendah, memiliki kepadatan daya tinggi, dan dapat bervariasi keluaran cepat untuk memenuhi permintaan perubahan daya. PEMFC sangat cocok untuk aplikasi daya dimana startup cepat diperlukan, seperti mobil, stasiun pembangkit panas [4]. Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). DMFC mirip dengan PEMFC karena mereka berdua sama-sama menggunakan membran polimer sebagai elektrolit. Hanya DMFC menggunakan metanol sebagai bahan bakar bukan hidrogen. DMFC juga menggunakan platinum sebagai katalis. Suhu operasional yang rendah membuat DMFC menarik untuk aplikasi miniatur seperti ponsel, laptop, dan pengisi daya baterai dan lain-lain [4]. Alkaline Fuel Cell (AFC). NASA telah menggunakan bahan bakar hidrogen AFC ini pada misi ruang angkasa sejak tahun 1960 untuk menyediakan listrik dan air minum. AFC dapat dengan mudah teracuni oleh sejumlah kecil karbondioksida. AFC dapat menghasilkan efisiensi sampai 70%. Biayanya juga relatif mahal sehingga tidak dipakai untuk komersial. AFC dapat menggunakan berbagai non katalis logam mulia sebagai katalis [4]. Phosporic Acid Fuel Cell (PAFC). PAFC dapat beroperasi menggunakan bahan bakar
ISSN 0216-7492 hidrokarbon direformasi atau biogas. Reaksi anoda dan katoda mirip dengan PEMFC, tapi karena suhu operasi yang lebih tinggi, PAFC lebih toleran dari kotoran bahan bakar. PAFC secara komersial tersedia saat ini dengan sistem yang beroperasi di seluruh dunia pada energi tinggi seperti rumah sakit, sekolah, gedung perkantoran, toko grosir, pusat manufaktur atau pengolahan, dan perawatan tanaman air limbah. PAFC menggunakan karbon yang didukung platinum sebagai katalisnya [4]. Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC). MCFC beroperasi pada temperatur yang tinggi sehingga hanya dapat digunakan untuk keperluan industri. Suhu operasi yang tinggi dari MCFC ini menandakan bahwa bahan bakar hidrokarbon dapat diubah menjadi hidrogen dalam sel bahan bakar itu sendiri. MCFC tidak rentan terhadap oksigen atau karbondioksida. Jenis ini dapat dipakai untuk menghasilkan energi yang besar, energi sebesar 10 kW dan 2 MW yang telah diuji coba di Jepang dan Itali. MCFC menggunakan non platinum sebagai katalis [4]. Solid Oxide Fuel Cell (SOFC). SOFC menggunakan material dari keramik keras, memunngkinkan untuk operasi temperatur tinggi. SOFC ini berbentuk tabung. SOFC cocok untuk aplikasi stasioner besar, dan sedang digunakan di seluruh negara di pusat data, gedung perkantoran dan toko ritel. SOFC juga sedang ditunjukkan untuk digunakan sebagai unit daya tambahan kendaraan dan diuji untuk aplikasi stasioner kecil, seperti rumah dan apartemen di AS, Jepang, dan Jerman. SOFC juga menggunakan non platinum sebagai katalis [4]. 2.3 Komponen - komponen sel bahan bakar
Sebuah sel bahan bakar secara umum memiliki komponen-komponen yang terdiri dari membran elektrolit, lapisan katalis, lapisan difusi gas dan pelat akhir. Masing-masing komponen46
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013
komponen tersebut mempunyai fungsi tersendiri untuk membantu kinerja dari sebuah sel bahan bakat agar dapat beroperasi dengan baik.
Gambar 3. Komponen-Komponen Pada Tumpukan Sel Bahan Bakar Tabel 1. Fungsi Komponen-Komponen Pada Sel Bahan Bakar Komponen Membran elektrolit
Katalis anoda
Katalis katoda
Lapisan difusi gas Ruang alir
Fungsi Menghantarkan proton yang dihasilkan dari anoda menuju katoda dan menghalangi elektron yang akan masuk. Memisahkan bahan bakar hidrogen yang masuk menjadi proton dan elektron dengan bantuan katalis. Menggabungkan proton yang masuk melalui membran elektrolit dengan oksigen dari udara dan elektron yang kembali setelah melewati alat listrik membentuk air. Memberikan dukungan untuk lapisan katalis, Membantu transportasi air Menyalurkan hidrogen dan oksigen menuju elektroda, Menyalurkan air dan panas keluar dari sel bahan bakar, Mengkonduksikan elektron dari anoda menuju aliran listrik dan dari aliran listrik balik ke katoda.
2.4 Keuntungan dan Kerugian Ada beberapa keuntungan yang didapat dari penggunaan aplikasi sel bahan bakar ini [5]. Sel bahan bakar efisien. Sel bahan bakar mengubah hidrogen dan oksigen secara langsung menjadi listrik dan air, tanpa pembakaran dalam proses. Efisiensi yang dihasilkan antara
ISSN 0216-7492 50 % dan 60 %, sekitar dua kali lipat dari mesin pembakaran internal. Sel bahan bakar bersih. Jika hidrogen bahan bakarnya, tidak ada emisi polutan dari sel bahan bakar itu sendiri, hanya produksi air murni. Berbeda dengan internal pembakaran mesin, fuel cell tidak menghasilkan emisi sulfur dioksida, yang dapat menyebabkan hujan asam, atau nitrogen oksida yang menghasilkan partikel asap atau debu. Sel bahan bakar tidak berisik. Sebuah sel bahan bakar itu sendiri tidak ada bagian yang bergerak, meskipun sistem sel bahan bakar memiliki pompa dan kipas. Akibatnya, daya listrik yang dihasilkan relatif diam. Banyak hotel dan resort di lokasi yang tenang, misalnya, bisa menggantikan diesel mesin generator dengan sel bahan bakar untuk kedua sumber tenaga utama atau untuk daya cadangan jika terjadi pemadaman listrik. Sel bahan bakar aman lingkungan. Sel bahan bakar menghasilkan produk limbah yang tidak berbahaya, dan hanya sel bahan bakar yang memproduksi air. Selain terdapat berbagai keuntungan dari sel bahan bakar ini, tentu saja juga terdapat beberapa kekurangan [5]. Membutuhkan biaya yang cukup besar dikarenakan kebutuhan material dengan sifat-sifat tertentu. Jika digunakan bahan bakar lain selain hidrogen untuk sel bahan bakar, maka performa dari sel bahan bakar akan berkurang seiring berjalannya waktu akibat dari korosi pada katalis dan sisasisa elektrolit. 2.5 Pemodelan Lapisan Katalis Lapisan sel bahan bakar elektroda merupakan tempat di mana reaksi elektrokimia terjadi. Lapisan elektroda terdiri dari lapisan katalis dan lapisan difusi gas. Ketika hidrogen dalam aliran memenuhi lapisan elektroda, terjadi difusi ke dalam lapisan difusi gas. Pada anoda, hidrogen dipecah menjadi proton dan elektron. Elektron menuju ke lapisan karbon, pelat ruang alir dan 47
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013 kemudian ke beban. Proton berjalan melalui membran elektrolit ke katoda. Pada lapisan katalis katoda, oksigen bergabung dengan proton untuk membentuk air. Lapisan katalis harus sangat efektif saat memecah molekul menjadi proton dan elektron, memiliki luas permukaan yang tinggi, dan sebaiknya biaya rendah. Lapisan katalis merupakan yang tertipis di sel bahan bakar (5 sampai 30 mikron [ m]), namun seringkali yang paling kompleks karena beberapa fase, porositas, dan reaksi elektrokimia. Ini adalah tantangan untuk menemukan biaya rendah katalis yang efektif dalam memecah hidrogen menjadi proton dan electron [6].
ISSN 0216-7492 Oleh karena itu, harus dipilih Pt/C rasio yang lebih tinggi (>40% berat). Ketika rasio Pt/C meningkat melampaui 40%, kinerja sel malah menurun. Kinerja sel bahan bakar dapat ditingkatkan dengan pemanfaatan Pt yang lebih baik di lapisan katalis, bukannya meningkatkan penambahan Pt [6]. Persamaan Nernst digunakan untuk menentukan teoritis reaksi potensi listrik. Persamaan Nernst digunakan untuk menemukan potensi di lokasi yang aktif dan potensi lokal dengan menggunakan setengah reaksi.
Aktivasi tenaga yang berlebih dan tingkat konsumsi dan generasi ditentukan oleh elektrokimia kinetika dan kepadatan arus. Aktivasi kehilangan dan kerapatan arus diselesaikan dengan menggunakan kondisi batas yang sesuai. Pendekatan lain yang umum digunakan untuk pemodelan lapisan katalis adalah menggunakan persamaan Butler-Volmer. Kehilangan aktivasi untuk anoda adalah [6] : !"#$%&'(
)*+ 0
$ ,+- .
/
0
(2)
$%&'( "1 *2 3.*45 6$7 .
Gambar 4. Proses Pada Lapisan Katalis Luas permukaan katalis merupakan karakteristik yang sangat penting dari lapisan katalis, sehingga penting untuk memiliki partikel platinum kecil (4 nm atau lebih kecil) dengan luas permukaan besar tersebar dengan baik pada permukaan katalis pendukung, yang biasanya serbuk karbon dengan area bermesopori tinggi (>75 m²/g) [6]. Lapisan tipis katalis membantu meminimalkan kerugian sel potensial akibat tingkat transportasi proton dan permeasi gas reaktan di kedalaman lapisan elektrokatalis. Luas permukaan logam yang aktif harus dimaksimalkan.
.. (1)
Untuk katoda adalah (Spiegel, 2008) : !"#-$89&'( / -
)+
0
0
-$89&'( "1 *2 3.*4: 6$7 .
(3) Pertukaran kepadatan arus tergantung pada tekanan parsial lokal reaktan dan suhu lokal. Sementara tekanan parsial dari reaktan berkurang, kepadatan pertukaran arus juga akan menurun, dimana menurunkan kinerja. Hal ini menggambarkan bagaimana aktivasi dan keterbatasan difusi mempengaruhi satu sama lain, dan mengapa flux massa harus tepat diselesaikan. Pertukaran kepadatan arus untuk anoda dan katoda adalah [6] : AFGH ;#"<=> ? ?@ A BCD E 2
2
)FIF /J
(4)
48
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013 HLII
;"K=> ? ?@ F BCD E
2
ISSN 0216-7492 2
)FIF /J (5)
2.6 Pemodelan Ruang Alir Dalam sel bahan bakar dengan sel tunggal, tidak ada pelat bipolar (hanya satu sisi aliran pelat), tetapi dalam sel bahan bakar dengan lebih dari satu sel, biasanya ada setidaknya satu pelat bipolar (di kedua sisi pelat). Pelat bipolar melakukan banyak peran dalam sel bahan bakar. Mereka mendistribusikan bahan bakar dan oksidan dalam sel, memisahkan sel-sel individu dalam tumpukan, mengumpulkannya, membawa air dari setiap sel, melembabkan gas, dan menjaga sel dingin [6]. Bentuk yang umum digunakan dapat termasuk lurus, serpentin dan paralel. Bahan yang dipilih berdasarkan kompatibilitas kimia, tahan terhadap korosi, biaya, kerapatan, konduktivitas elektronik, difusivitas gas, manufakturabilitas, volume besar/ kW, kekuatan bahan, dan termal konduktivitas. Bahan yang paling sering digunakan adalah stainless steel dan grafit. Kebanyakan pelat bipolar sel bahan bakar terbuat dari grafit yang diresapi resin. Grafit padat sangat konduktif, memiliki kelembaman kimia, dan taan korosi tapi mahal dan mahal untuk memproduksinya [6].
Ada banyak jenis bahan yang telah digunakan untuk pelat ruang alir. Seperti disebutkan sebelumnya, stainless steel dan grafit adalah yang paling umum, tapi bahan seperti aluminium, baja, juga digunakan. Pelat logam yang cocok untuk produksi massal dan juga dapat dibuat menjadi lapisan sangat tipis, yang menghasilkan ringan dan tumpukan portabel. Sebuah lapisan diperlukan untuk mencegah korosi sambil menambah konduktivitas. Beberapa pelapis yang umum digunakan adalah grafit, emas, perak, paladium, platinum, karbon, polimer konduktif, dan jenis lainnya. Beberapa masalah dengan lapisan pelindung meliputi (1) ketahanan korosi
lapisan, (2) pori-pori kecil dan retakanretakan kecil dalam lapisan, dan (3) perbedaan antara termal dan lapisan. Dalam banyak jenis sel bahan bakar, ruang alir biasanya disusun sebagai sejumlah paralel saluran alir, kemudian penurunan tekanan sepanjang saluran juga penurunan tekanan dalam seluruh ruang alir. Dalam saluran alir, gas bergerak dari satu ujung ke ujung lainnya pada kecepatan rata-rata tertentu. Perbedaan tekanan antara inlet dan outlet membuat cairan mengalir. Dengan meningkatkan penurunan tekanan antara outlet dan inlet, kecepatan meningkat. Aliran melalui saluran pelat bipolar biasanya laminar, dan proporsional dengan tingkat aliran. Penurunan tekanan dapat didekati dengan menggunakan persamaan untuk aliran mampat di pipa [6] :
∆N )O T S /
P Q
R
T S /+
)V WP R (6)
3. Experimental Setup Pengujian ini dimulai dengan melakukan pemisahan molekul H2O dari aquadest menjadi H2 dan O2. Lalu kemudian H2 tersebut diisi ke dalam tabung pengisian Hydrostik.Pada saat pemisahan molekul H2O ini dilakukan pembacaan temperatur air dengan menggunakan Agilient. Kabel – kabel termocouple dihubungkan ke dalam air yang akan dielektrolisis. Flash disk dihubungkan ke Agilient untuk pembacaan data. Setelah Hydrostik penuh diisi dengan H2 maka flash disk dicabut dan kemudian dibaca menggunakan microsoft excel. Setelah pengisian Hydrostik penuh, maka kemudian flash disk dihubungkan kembali ke Agilient untuk pembacaan pada saat hydrostik dihubungkan ke stack dan menghasilkan listrik. Kabel – kabel termocouple dihubungkan pada permukaan hydrostik, lubang input dan lubang output yang terdapat pada stack fuel cell. Setelah fuel cell beroperasi secara penuh dan hidrogen yang terdapat di dalam hydrostik habis, flash 49
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013 disk dicabut dan dibaca menggunakan excel untuk mengetahui temperatur pada kondisi saat pengoperasian.
Gambar 7.Experimental Setup 4. Hasil dan Pembahasan Tabel 2. Temperatur aquadest saat proses hidrolisa H2O menjadi H2 menggunakan Hydrofill Temperatur Aquadest Saat Hidrolisa H2O menjadi H2 (Tanggal 25 Mei 2012 dalam oC) 27.92 27.77 29.92 31.42 32.20 32.88 33.36 33.89 34.51 34.96 35.33 36.24 35.08 34.57 34.26 34.00
Temperatur Aquadest Saat Hidrolisa H2O menjadi H2 (Tanggal 29 Mei 2012 dalam oC) 32.72 32.73 32.80 33.30 33.67 33.91 34.22 34.45 34.58 34.88 35.07 35.35 35.02 34.80 34.89 34.96
Data diatas merupakan perbandingan data temperatur aquadest pada saat proses hidrolisa H2O menjadi H2 menggunakan hydrofill. Dari hasil kajian yang dilakukan, didapatkan kesimpulan bahwa temperatur pada saat hidrolisa tidak memberikan pengaruh pada saat pengoperasian sel bahan bakar, walaupun terdapat perbedaan suhu maksimum pada saat hidrolisa, pengoperasian sel bahan bakar hanya bertahan ±30 menit. Setiap hidrolisa H2O mencapai suhu tertinggi antara 35-37oC.
ISSN 0216-7492
Tabel 3. Tabel Temperatur Output Stack sel bahan bakar Temperatur Output Stack sel bahan bakar (26 Mei 2012 dalam o C) 29.60 29.42 29.57 29.63 29.72 30.01 30.25 30.48 30.50 30.70 30.95 31.02 31.01 31.16 31.30 31.32 31.39 31.46 31.60 31.66 31.64 31.66 31.76 31.92 31.83 31.95 31.95 31.91 32.01 31.76 31.91 32.04 32.17 32.20 32.28 32.39 32.46 32.42
Temperatur Output Stack sel bahan bakar (30 Mei 2012 dalam o C) 28.03 28.19 28.56 28.97 29.67 30.20 30.43 30.78 30.89 31.06 31.08 31.07 30.96
Data diatas merupakan perbandingan temperatur output pada stack sel bahan bakar yang diambil masing - masing dengan loop 1 menit. Pada tanggal 26 Mei sel bahan bakar dapat beroperasi selama ±30 menit, namun pada tanggal 30 Mei sel bahan bakar hanya dapat beroperasi selama 12 menit. Ini menunjukkan bahwa temperatur pada saat proses hidrolisa tidak bergantung terhadap lamanya sel bahan bakar dapat beroperasi, akan tetapi lamanya sel bahan beroperasi lebih bergantung kepada tingkat
50
Jurnal Dinamis Vol. I,No.13, Juni 2013 kemurnian daripada hidrogen dihasilkan dari proses hidrolisa.
ISSN 0216-7492 yang
Performa dari sel bahan bakar ini secara umum masih tidak maksimal ditunjukkan dengan menurunnya tegangan yang dihasilkan setiap sel bahan bakar dioperasikan. Dari hasil perhitungan yang dilakukan didapatkan bahwa tegangan keluar yang dihasilkan secara teori adalah 15.6 volt. Sedangkan tegangan keluar yang dihasilkan dari percobaan ini adalah 10.4 volt. Kerugian tegangan
yang dialami adalah 5.2 volt. Artinya setiap sel bahan bakar dioperasikan akan mengalami penurunan sebesar 5.2 volt. Kerugian tegangan terjadi akibat dari pelannya kecepatan reaksi kinetik pada saat proton H+ bergerak dari anoda menuju katoda melewati membran elektrolit, dan juga elektron yang menuju katoda dari anoda mengelilingi lapisan membran elektrolit. Penurunan tekanan pada ruang alir yaitu 0.00118 Pa, sehingga tidak begitu mempengaruhi waktu dan reaksi-reaksi kimia yang sedang berlangsung. Batas tekanan masukan yang dapat diterima tumpukan sel bahan bakar ini adalah 45000 –110000 Pa. Terjadinya penurunan tekanan disebabkan adanya faktor gesekan yang terjadi di dalam saluran alir. Selain itu bentuk aliran serperntine yang berlikuliku pada ruang alir menyebabkan tekanan menjadi tidak konstan
[4]
Rayment, Chris and Scott Sherwin. 2003. Introduction to Fuel Cell Technology. Notre Dame
[5]
Cook, Brian. 2001. An Introduction to Fuel Cells and Hydrogen Technology. Canada
[6]
Spiegel, Colleen. 2008. PEM Fuel cell modeling and simulation using MATLAB. Elsevier's Science & Technology Rights Department in Oxford, UK
Daftar Pustaka [1]
Vasquez, L.O. 2007. Fuel Cell Research Trends. Nova Science Publishers.Inc. New York
[2]
Smithsonian. 2006. FuelCell. New York
[3]
S. M. Haile. 2003. Fuel Cell Materials and Components. Acta Materialia
PEM
51
