Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"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."

"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..."

"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."

"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, 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."

"Fuel Cell adalah sebuah electrochemical device yang dapat mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik. Salah satu jenis fuel cell adalah Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). Permasalahan utama pengembangan DMFC adalah lambatnya kinetika elektrokimia di sisi katoda dan anoda yang berbasis logam Platina (Pt). Khusus di sisi katoda, aktivitas reaksi reduksi oksigen / oxygen reduction reaction (ORR) masih rendah dan terjadi methanol crossover. Methanol crossover adalah proses difusi metanol dari anoda, melewati membran menuju katoda sebagai akibat gradien konsentrasi metanol (konsentrasi metanol di anoda lebih tinggi daripada di katoda) dan electro-osmotic drag (pergerakan proton dari anoda ke katoda dengan menarik molekul air akibat medan listrik). Metanol yang berdifusi teradsorb pada katoda, sehingga pada katoda terjadi reaksi reduksi oksigen dan oksidasi metanol secara kontinyu. Mixed potential yang terjadi akibat kedua reaksi tersebut menyebabkan penurunan voltase sel. Untuk meningkatkan kinerja DMFC, disintesis elektrokatalis katoda Pt-Cr/C. Logam Cr bersifat tahan terhadap kehadiran metanol di katoda (high methanol tolerance). Dengan tersubstitusinya sebagian Pt oleh Cr pada alloy Pt-Cr/C diharapkan mampu meminimalisasi oksidasi metanol pada katoda, sehingga pengaruh mixed potential terhadap penurunan voltase sel dapat dikurangi. Selain itu ketika terbentuk alloy PtCr/C, elektrokatalis memiliki oxygen vacancies atau defect yang cukup sehingga dapat memfasilitasi pengikatan dan disosiasi oksigen. Spesi oksigen aktif ini akan meningkatkan aktivitas reaksi reduksi oksigen.. Logam Cr yang digunakan sebagai pensubstitusi Pt adalah logam golongan transisi yang harganya lebih murah dari Pt sehingga komponen biaya elektrokatalis dapat dikurangi."

"Teknologi Direct Merhanol Fuel Cell (DMFC) merupakan teknologi fuel cell yang mengalami kemajuan pesat saat ini. Pengujian kinerja sistem DMFC terhadap berbagai kondisi operasi perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya guna mendapatkan kondisi operasi yang optimal. Pengujian kinerja sistem DMFC dilakukan dengan cara uji single cell dengan menggunakan MEA komersil dari fuelcellstore.com.Dalam skripsi ini akan dilakukan percobaan untuk mengetahui pengaruh perubahan kondisi operasi terhadap kinerja DMFC, yaitu Suhu, konsentrasi metanol, Iaju alir metanol dan laju alir oksigen. Selain itu juga dibandingkan kinerja sistem DMFC hasil penelitian ini dengan sistem DMFC hasil penelitian yang sebelumnya.Dari hasil pengujian yang dilakukan terhadap kinerja sistem DMFC maka didapatkan bahwa semakin tinggi suhu, kinerja DMFC akan semakin tinggi. Tetapi hal ini dibatasi oleh adanya tahanan proton dari membran. Semakin tinggi suhu, tahanan proton membran akan semakin tinggi. Suhu optimal adalah 70°C. Semakin tinggi konsentrasi metanol, kinerja DMFC semakin tinggi. Tetapi hal ini dibatasi oleh adanya metanol crossover. Semakin tinggi suhu konsentrasi, merhanol crossover semakin tinggi juga konsentrasi metanol optimal adalah 1 M dan 2 M.Semakin tinggi laju alir metanol dan Iaju alir oksigen, kinerja DMFC akan semakin turun. Open circuit votrage yang dapat dihasilkan pada percobaan ini sebesar 340 mV serta power density yang dihasilkan sekitar 2 mW/cm2."