Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pembuatan komposit anoda grafit bermatriks polimer yang berbentuk lembaran tipis. Komposit anoda grafit dibuat dengan metode doctor blade, yaitu dengan melakukan homogenisasi antara grafit, carbon black, dan LiClO4 yang bervariasi 0, 2, 4, 6, 8, dan 10 % yang berfungsi sebagai filler, dengan matriks polimer EVA. Polimer Ethylene Vynil Acetate (EVA) berfungsi sebagai binder dan Polyethylene glycol (PEG) sebagai plasticizer. Pengamatan struktur kristal menggunakan difraksi sinar-X menunjukkan tidak terdapat perubahan struktur kristal dari grafit dengan penambahan LiClO4 dan polimer. Dari analisa DTA, menunjukkan tidak terjadi dekomposisi LiClO4 selama proses pembuatan. Analisa SEM menunjukkan terbentuk komposit anoda grafit bermatriks polimer yang homogen serta terjadi interaksi yang kuat dan baik antara LiClO4 dengan matriks polimer EVA. Konduktivitas listrik komposit anoda meningkat dengan penambahan LiClO4 dan mencapai nilai optimum pada penambahan 4% LiClO4 yaitu sebesar 3,838 x 10-5 Scm-1 untuk nilai konduktivitas total dan sebesar 9,512 x 10-5 Scm-1 untuk nilai konduktivitas elektron. Melalui analisa AAS diketahui konsentrasi optimum litium dalam komposit anoda grafit pada penambahan LiClO4 6%. Kata kunci : komposit, anoda, baterai litium, PMC,EVA."

"Telah dilakukan penelitian komposit pelat bipolar berbasis grafit untuk aplikasi Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). PEMFC merupakan sumber energi alternatif dengan bahan bakar H2 dan O2 tanpa menghasilkan emisi gas berbahaya (zero emission). Komposit terdiri dari grafit sebagai pengisi dan epoxy resin sebagai pengikatnya. Ada tiga tahap yang dilakukan pada penelitian ini: 1) optimasi komposisi, 2) penambahan karbon black, dan 3) penambahan Alumunium sebagai aditif. Pada optimasi komposisi digunakan, 60-90 wt% grafit dan 40-10 wt% epoxy resin. 5-20 wt% karbon black ditambahkan pada kompoisi optimum menggantikan grafit. Alumunium ditambahkan terhadap hasil terbaik hasil penambahan karbon black dengan variasi 2-10 wt% terhadap massa total pengisi. Komposit dibuat dengan metode pencetakan hot press dengan tekanan 300 kg/cm2, dipanaskan pada suhu 70 ºC selama 4 jam. Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui densitas, porositas dan serapan air, konduktivitas listrik, kuat lentur, sifat panas dan morfologi permukaan komposit. Proses optimasi menghasilkan 80 wt% grafit dan 20 wt% epoxy resin sebagai komposisi optimum. Konduktivitas listriknya 0,28 S/cm dan kuat lenturnya 19,97 MPa Penambahan karbon black menurunan konduktivitas listrik dan kekuatan lentur dan tetapi juga menurunkan porositasnya. Penambahan 2 wt% Alumunium menghasilkan komposit terbaik dengan densitas 1,833 gr/cm3, porositas dan serapan air < 0,5 %, konduktivitas listrik 0,29 S/cm, kuat lentur 22,75 MPa, dan stabil hingga suhu 180 ºC.

---

Bipolar plate composites based on graphite for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) applications were investigated. PEMFC is alternative energy source fueled with H2 and O2 without emitting dangerous gases (zero emission). The composites consist of graphite as filler and epoxy resin as binder. There are three stages used for the investigation: 1) composition optimation, 2) carbon black addition, and 3) Aluminum addition as additive. For composition optimation, 60-90 wt% of graphite and 40-10 wt% epoxy resin were used. 5-20 wt% carbon black added to optimum composition to replaced graphite. Aluminum added to the best result from carbon black addition with variations 2-10 wt% to filler total mass. Composites were made using hot press casting with 300 kg/cm2 of pressure, heating in 70 ºC for 4 hours. Characterizations were carried out to know the density, porosity and water absorption, electrical conductivity, flexural strength, thermal property, and the surface morphology of composite. Optimation process resulting 80 wt% graphite and 20 wt% epoxy as optimum composition. It's electrical conductivity 0,28 S/cm and flexural strength 19,97 MPa. Addition of carbon black decreased the electrical conductivity and flexural strength but also decreasing the porosity. 2 wt% of Aluminum addition giving the best composite with density 1,833 gr/cm3, porosity and water absorption < 0,5 %, electrical conductivity 0,29 S/cm, flexural strength 22,75 MPa, and thermally stable to 180ºC.

"

"Pelat bipolar merupakan salah satu komponen yang memiliki peranan penting dalam Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), karena hampir mempengaruhi 80% volum, 70% berat, dan 60% biaya produksi dari fuel cell. Komponen ini berfungsi untuk mendistribusikan gas hidrogen dan oksigen, serta mengalirkan arus listrik antar sel. Material komposit berbasis karbon merupakan material yang dipilih dalam penelitian ini sebagai material pelat bipolar, karena memiliki kelebihan yaitu densitas yang rendah dan resistansi listrik rendah. Material penyusun terdiri dari partikel grafit EAF (Electric Arc Furnace) sebagai matriks, partikel carbon black sebagai filler, dan resin epoksi sebagai binder. Proses pembuatan komposit pelat bipolar dengan metode compression moulding pada tekanan 45 MPa, temperatur 70°C, dan selama 4 jam. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi ukuran partikel 44 _m dan 37 µm carbon black 5% dengan rasio 100:0; 90:10; 80:20; dan 70:30. Kekuatan fleksural optimum dan konduktivitas listrik didapat pada komposisi 44 µm dan 37 µm dengan rasio 90:100 yaitu 24,02 MPa dan 2,71 S/cm. Densitas dan porositas terkecil didapat pada komposisi 44 µm dan 37 µm dengan rasio 70:30 yaitu 1,66 g/cm3 dan 0,48%. Hasil pengamatan visual menunjukkan bahwa pelat bipolar memiliki permukaan yang relatif halus, rata, dan tidak adanya retak.

---

Bipolar plate is one component that has an important role of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), because it affects almost 80% volume, 70% by weight, and 60% the cost of production of the fuel cell. This component is used to distribute hydrogen and oxygen gas, and conduct electrical current between single stack. Carbon-based composite material is material which is selected in this study as bipolar plate material, because it has the advantages of low density and low electrical resistance. Constituent material consisting of EAF (Electric Arc Furnace) graphite particles EAF as the matrix, particles of carbon black as filler, and epoxy resin as the binder. Preparation process composite bipolar plate by compression molding method at pressure of 45 MPa, temperature 70 °C, and for 4 hours.

This research was conducted to determine the influence of particle size 44 µm and 37 µm 5% carbon black with a ratio of 100:0, 90:10, 80:20, and 70:30. Optimum flexural strength and electrical conductivity obtained on the composition of 44 _m and 37 _m with a ratio of 90:10 is 24.02 MPa and 2.71 S/cm. Density and lowest porosity obtained on the composition of 44 µm and 37 µm with a ratio of 70:30 is 1.66 g/cm3 and 0.48%. Visual observation show that the bipolar plate has a relatively smooth surface, flat, and there is not cracks."

"Pelat bipolar merupakan komponen penting pada Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) yang berfungsi mendistribusikan bahan bakar gas (H2 dan O2) dan mengalirkan arus listrik antar sel tunggal. Pelat bipolar berkontribusi terhadap peningkatan berat, volum, dan biaya PEMFC, sehingga dibutuhkan material penyusun pelat bipolar yang mampu mereduksi densitas dan biaya PEMFC, salah satunya adalah karbon-karbon komposit. Pelat bipolar karbon-karbon komposit untuk PEMFC dibuat dengan metode compression moulding pada temperatur 70_C selama 4 jam dengan tekanan 45 MPa. Grafit EAF (Electric Arc Furnace) sebagai matriks dari komposit ditambahkan carbon black sebagai filler dan resin epoksi sebagai binder. Carbon black dibuat dengan proses pirolisis melalui pemanasan pada temperatur 600°C selama 10 jam dalam kondisi gas inert (nitrogen) dengan bahan baku serabut kelapa. Pembuatan komposit dilakukan dengan campuran 20% resin epoksi dan 80% karbon (grafit EAF dan carbon black). Ukuran partikel grafit EAF 53 µ. Variasi ukuran partikel 10% carbon black sebesar 44 µ dan 37 µ dengan rasio 100%:0%; 90%:10%; 80%:20%; dan 70%:30% dari 80% karbon. Sifat mekanis dan listrik pelat bipolar diuji melalui pengujian densitas (ASTM D792), porositas (ASTM C20), fleksural (ASTM D790), dan konduktivitas (ASTM B193). Peningkatan kadar partikel berukuran 37 µ menunjukkan pengaruh terhadap kenaikan porositas, penurunan kekuatan fleksural dan konduktivitas listrik. Perolehan nilai porositas terendah senilai 0,85% (rasio 100%:0%), kekuatan fleksural tertinggi senilai 19,06 MPa (rasio 100%:0%), dan konduktivitas listrik tertinggi senilai 152,7 x 10-3 S/cm (rasio 90%:10%). Hasil terbaik ditunjukkan oleh pelat bipolar dengan variasi ukuran partikel carbon black 44 µ dan 37 µ dengan rasio 90%:10% menghasilkan densitas 1,69 gr/cm3, porositas 1,08%, kekuatan fleksural 18,10 Mpa, dan konduktivitas 152,7 x 10-3 S/cm.

---

Bipolar plates are key component of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) that is used to distribute fuel gas (H2 and O2) and to conduct electrical current between single cells. Bipolar plates contribute in increasing weight, volume, and cost of PEMFC, therefore, it needs bipolar plate constituent materials that can reduce PEMFC density and cost, one of those materials is carbon-carbon composite. Carbon-carbon composite bipolar plate for a PEMFC has been fabricated by compression moulding method at temperature 700C for 4 hours with pressure 45 MPa. EAF (Electric Arc Furnace) graphite as matrix of composite added with carbon black as filler and epoxy resin as binder. Carbon black has been prepared with pyrolysis process by heating at 600_C for 10 hours under inert gasses (nitrogen) condition with coconut fibers as the raw material. Fabrication of composites made with mixture of epoxy resin 20% and carbon 80% (EAF graphite and carbon black). EAF graphite particle size is 53 µ. Particle size variation of carbon black 10 % as big as 44 µ and 37 µ with ratio 100%: 0%; 90%: 10%; 80% : 20%; and 70%: 30% from carbon 80%. Mechanical and electrical properties were tested by density (ASTM D792), porosity (ASTM C20), flexural (ASTM D790), and conductivity (ASTM B193) testing. Increasing particle content with size 37 µ shows the effect of increasing porosity, decreasing flexural strength and electrical conductivity. The lowest porosity obtain was 0,85% (ratio 100%:0%), the highest flexural strength obtained was 19,06 MPa (ratio 100%:0%), and the highest electrical conductivity obtained was 152,7 x 10-3 S/cm (ratio 90%:10%). The best result showed by bipolar plate with particle size variation of carbon black 44 µ and 37 µ with ratio 90%: 10% resulted density 1,69 gr/cm3, porosity 1,08%, flexural strength 18,10 Mpa, and conductivity 152,7 x 10-3 S/cm."

"Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan komposit semikonduktor dengan menggunakan matriks akrilik yang ditambahkan dengan dua jenis filler yakni ZnO dan serat nata de coco. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan material komposit semikonduktor yang memiliki kekuatan mekanik, serta ketahanan termal yang baik. Metode yang digunakan adalah polimerisasi in situ dimana filler dan monomer matriks yang berupa resin dicampurkan kemudian ditambahkan katalis sebanyak 1% berat resin untuk mempercepat polimerisasi sehingga didapat komposit dengan filler yang terdistribusi di dalam polimer akrilik setelah didiamkan selama 12 jam. Komposit ini kemudian diukur modulus elastisitas, suhu transisi gelas, serta konduktivitas listriknya. Penambahan filler nata de coco mampu meningkatkan modulus elastisitas dan suhu transisi gelas dari akrilik. Modulus elastisitas serta suhu transisi gelas tertinggi dicapai oleh komposit akrilik/nata de coco dengan persen volume sebesar 30% yakni 2,68 GPa dan 199,47oC. Secara umum penambahan filler ZnO dan nata de coco meningkatkan konduktivitas dari komposit. Komposit yang dihasilkan dapat dinyatakan sebagai material semikonduktor karena berada pada rentang konduktivitas 10-8-103 S/cm. Komposit dengan sifat semikonduktor yang paling baik adalah komposit akrilik/ZnO dengan persen volume ZnO sebesar 30% dengan konduktivitas sebesar 2,7 x 10-7 S/cm. Komposit dengan kombinasi filler ZnO sebesar 20% dan nata de coco 10% volume memberikan modulus elastisitas serta suhu transisi gelas yang lebih tinggi dari komposit akrilik/ZnO yakni mencapai 1,79 GPa dan 175,73oC. Sementara konduktivitas dari komposit tersebut lebih tinggi dari konduktivitas akrilik/nata de coco yakni mencapai 1,9 x 10-7 S/cm.

---

Synthesis of semiconductor composite using acrylic matrix filled with ZnO and nata de coco fiber has been conducted in this research. The purpose of this research is to obtain semiconductor composite material that have a good mechanical strength and thermal resistance. In situ polymerization method is used in this research where fillers and matrix monomer are mixed and then 1%wt of catalyst is added into the mixture to make it polymerizes faster. After 12 hours, the composite with acrylic matrix and filler is ready to be characterized. Three parameters are characterized in this research such as elastic modulus, glass transition temperature, and electric conductivity of the composite. The addition of nata de coco filler can increase the elastic modulus and glass transition temperature of the acrylic. The highest elastic modulus and glass transition temperature is obtained from acrylic/nata de coco composite with 30% filler volume percentage that reach 2,68 GPa and 199,47oC.

In general the addition of ZnO and nata de coco filler can increase the conductivity of the composite. The composites that has been made in this research can be classified as semiconductor material because the conductivity is in the range of 10-8-103 S/cm. Composite that has a high semiconductor characteristic is obtained from acrylic/ZnO composite with 30% filler volume percentage that reach 2,7 x 10-7 S/cm. The composite with 20% volume of ZnO filler and 10% volume of nata de coco gives a higher elastic modulus and glass transition temperature than those in acrylic/ZnO composite that reach 1,79 GPa and 175,73oC. In addition, the conductivity of this composite is 1,9 x 10-7 S/cm which is higher than the conductivity of acrylic/nata de coco composite.;"

"ABSTRAKPolymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) merupakan sumber energi alternatif yang menjanjikan dengan menggunakan H2 dan O2 sebagai bahan bakarnya. Pelat bipolar merupakan komponen PEMFC yang berkontribusi terhadap 80% volum, 70% berat, dan 60% biaya produksi. Pelat bipolar komposit merupakan solusi untuk mengurangi biaya fabrikasi PEMFC. Pada penelitian ini, pelat bipolar terbuat dari 80 %wt grafit EAF dan carbon black sebagai filler serta 20%wt resin epoksi sebagai binder. Variasi penambahan aluminium powder sebesar 0 %wt, 0,22 %wt, 0,43 %wt, 0,65 %wt, 0,87 %wt sebagai aditif untuk meningkatkan konduktivitas listrik. Pembuatan pelat bipolar dilakukan dengan metode compression moulding pada temperatur 100 oC yang menggunakan tekanan 55 MPa selama 4 jam. Hasil penelitian menunjukkan pelat bipolar dengan penambahan 0.65 %wt aluminium powder memiliki performa terbaik dengan nilai densitas sebesar 1,75 gr/cm3, kekuatan fleksural sebesar 38.66 MPa, nilai konduktivitas listrik sebesar 0,65 S/cm, serta porositas sebesar 0,65%.

---

ABSTRACTPolymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) is promising alternative energy source fueled with H2 and O2. Bipolar plates contribute to 80% of PEMFC volume, 70% of total weight, and 60% of total cost. Composite bipolar plates are used to reduce PEMFC production cost. In this research, the composite plates made of 80 wt% EAF graphite and carbon black as filler and 20 wt% epoxy resin as binder. Variation of 0 wt%, 0,22 wt%, 0,43 wt%, 0,65 wt%, 0,87 wt% aluminum powders were added in order to improve its electrical conductivity. Manufacture of bipolar plates is done by compression moulding method at a temperature of 1000C with 55MPa of pressure for 4 hours. The result showed that bipolar plate which added with 0.65 wt% aluminum powders gave the best performance with density values of 1.75 gr/cm3, flexural strength of 38.66 MPa, the value of electrical conductivity was 0.65 S/cm, and the porosity of 0.65%."

"Pelat bipolar memiliki berat 60-80% dari berat berat total sel tunam dan berfungsi sebagai penghantar elektron serta menopang komponen sel tunam lainnya sehingga pelat bipolar diharapkan mempunyai konduktivitas dan sifat mekanis yang baik. Pelat bipolar dibuat dengan mencampurkan limbah grafit electric arc furnace (EAF), carbon black, dan resin epoksi sehingga tercipta suatu pelat dari karbon-karbon komposit. Grafit bertindak sebagai matriks sedangkan carbon black sebagai filler dan resin epoksi berfungsi sebagai binder. Grafit yang digunakan mempunyai ukuran partikel 53 μm, sedangkan untuk carbon black digunakan kombinasi antara ukuran partikel 44μm dan 37 μm dengan perbandingan 100:0; 90:10; 80:20; 70:30. Pelat bipolar dicetak dengan metode compression moulding pada tekanan 450 kg/cm2 dan temperatur 70°C selama empat jam.Penambahan carbon black 37 μm ke dalam campuran carbon black 44 μm dan grafit 53 μm terbukti mampu meningkatkan konduktivitas dan menurunkan porositas. Konduktivitas paling tinggi terdapat pada pelat bipolar dengan penambahan carbon black 37μm 30% sebesar 15,7 x 10-4 S/cm dan porositas paling rendah terdapat pada pelat bipolar dengan penambahan carbon black 37μm 20% yang menghasilkan porositas sebesar 0.71%. Namun untuk kekuatan fleksural, semakin banyak penambahan carbon black 37 μm kekuatan fleksural semakin menurun. Kekuatan fleksural optimum terdapat pada carbon black 37 μm 0% dengan kekuatan sebesar 20,85 MPa. Penambahan carbon black 37μm 30% meningkatkan densitas pelat hingga 1.73 g/cm3.

---

The weight of bipolar plate has 60-80% of total fuel cell stack weight and also as the support of all the component in fuel stack, with the reason of that bipolar plate should has good conductivity dan better mechanical properties. Bipolar plate is made from the mixture of graphite, carbon black, and epoxy resin. The mixture is called carbon-carbon composite. The matrix is the graphite, carbon black as the reinforcement and resin epoxy as a binder. The size of graphite is 53 μm and carbon black are the combination of 44 μm and 37 μm particle size with the comparation 100:0; 90:10; 80:20; 70:30. Bipolar plate is made with compression moulding method, the pressure is 450 Kg/cm2 and 70°C temperature for four hours.

The increasing of 37μm carbon black in the combination of 44μm carbon black and 53μm graphite can increase the conductivity and reduce porosity. The sampel with 30% carbon black 37μ has highest conductivity (15,7 x 10-4 S/cm) and the best porosity (0.71%) is sampel with 20% increasing of 37μm carbon black. But the flexural strength decrease with the increase 37μ carbon black and cannot reach the DOE standard. The increase of 37μm carbon black also raise the density of sample until 1,73 g/cm3 with increasing 30% of 37μm carbon black."