Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Hasil Pencarian

Ditemukan 8 dokumen yang sesuai dengan query
cover
Makhsun
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2009
T39875
UI - Tesis Open  Universitas Indonesia Library
cover
Rachmadani Hasanah
Abstrak :
Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan teknologi yang pesat membuat investasi pada teknologi bidang hidrogen semakin banyak. Produksi hidrogen yang stabil menggunakan teknik elektrolisis air dianggap menjadi salah satu cara yang menjanjikan untuk mendapatkan sumber energi listrik terbarukan. Penggunaan teknik elektrolisis air alkali (AWE) untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen murni dapat mengurangi kadar emisi gas CO2. Maka dari itu dikembangkan elektrokatalis yang lebih efektif untuk proses tersebut, yaitu nanokomposit MoS2/MXene. Pada fabrikasi material nanokomposit MoS2/MXene, didapatkan komposit dengan nilai konduktifitas dan nilai aktivitas yang tinggi untuk reaksi evolusi hidrogen. Hasil karakteriasi sintesis MoS2, MXene dan nanokomposit MoS2/MXene, yang menggunakan karakterisasi SEM, TEM, XRD dan Spektroskopi Raman terlihat bahwa masing-masing senyawa prekursor komposit maupun nanokomposit MoS2/MXene berhasil disintesis. Berdasarkan hasil karakterisasi BET, terlihat nanokomposit MoS2/MXene memiliki luas permukaan yang lebih kecil (58,091 m2/g) dibandingkan dengan MXene (87,828 m2/g) dan MoS2 (67,441 m2/g). Kemudian fabrikasi elektroda dengan variasi GCE/MXene, GCE/MoS2, dan GCE/MoS2/MXene untuk dilakukan uji aktivitas elektrokatalik menggunakan karakterisasi Linear Sweep Voltametry (LSV) diperoleh nilai onset potensial, overpotential dan tafel slope pada elektroda GCE/MoS2/MXene memiliki nilai yang mendekati logam Pt untuk ketiga nilai tersebut. Kemudian melalui uji Electrochemically Active Surface Area (ECSA) diperoleh luas permukaan aktif yang paling tinggi pada nanokomposit MoS2/MXene. Berdasarkan uji EIS diketahui nanokomposit MoS2/MXene memiliki nilai hambatan transfer muatan sebesar 1,65 kΩ. dan memiliki stabilitas yang baik melalui uji kronoamperometri selama 9000 detik. ......Nowadays, hydrogen technology undergoes rapid advancement which causes high demand for investment in this field. Stable hydrogen production which utilizes water electrolysis techniques is a promising way to obtain renewable sources of electrical energy. By using the alkaline water electrolysis (AWE) technique to convert water to pure hydrogen and oxygen the method can also reduce CO2 gas emission. Therefore, an electrocatalyst with better effectiveness for this process was developed, one of them is MoS2/MXene nanocomposite, with high conductivity and high activity values for the hydrogen evolution reaction (HER) are obtained. The results of the characterization of the synthesis of MoS2, MXene and the MoS2/MXene nanocomposite, using SEM, TEM, XRD and Raman Spectroscopy characterization, showed that each composite precursor compound and MoS2/MXene nanocomposite were successfully synthesized. Based on the BET characterization results, it appears that the MoS2/MXene nanocomposite has a smaller surface area (58.091 m2/g) compared to MXene (87.828 m2/g) and MoS2 (67.441 m2/g). Then fabricate the electrodes with variations of GCE/MXene, GCE/MoS2, and GCE/MoS2/MXene to test the electrocatalytic activity using the Linear Sweep Voltametry (LSV) characterization to obtain the initial potential, overpotential and tafel slope values of the GCE/MoS2/MXene electrodes which approaches metal Pt for all three values. Then through the Electrochemically Active Surface Area (ECSA) test, the highest active surface area was obtained on the MoS2/MXene nanocomposite. Based on the EIS test, it was found that the MoS2/MXene nanocomposite had a charge transfer resistance value of 1.65 kΩ. and has good stability through chronoamperometric test for 9000 seconds.
Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2022
S-pdf
UI - Skripsi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Ananda Hinsa Marintan
Abstrak :
Saat ini penggunaan bahan bakar fosil sedemikian besarnya dan permintaan energi terus meningkat, namun keterbatasan bahan bakar fosil, dampak lingkungan yang dihasilkan dari pembakaan bahan bakar fosil, pengembangan teknologi penghasil energi yang bersih dan berkelanjutan menjadi sangat penting. Hidrogen adalah salah satu energi yang potensial untuk pengganti bahan bakar fosil dan merupakan energi alternatif untuk masa depan, karena ramah lingkungan dan dapat menghasilkan enenrgi yang cukup besar. Reaksi evolusi hidrogen dengan teknik elektrolisis AWE (alkaline water electrolysis) merupakan teknik yang populer saat ini untuk menghasilkan hydrogen. Penelitian ini telah berhasil mensintesis MoS2 dan komposit MoS2/Ag, serta telah dikarakterisasi dengan FTIR, XRD, FESEM, dan TEM. Fabrikasi elektroda GCE/MoS2/Ag dan uji aktivitas elektrokatalitiknya menggunakan teknik LSV, ECSA, dan CV, juga telah dilakukan. Melalui hasil pengujian Linear Sweep Voltammetry (LSV) diperoleh bahwa komposit MoS2/Ag memiliki nilai onset dan overpotensial yang paling mendekati Pt wire sebagai benchmark, yaitu 123 mV dan 253 mV. Hal ini membuktikan bahwa dekorasi MoS2 dengan Ag sudah berhasil untuk meningkatkan aktivitas katalitik dan konduktivitasnya. Melalui uji Electrochemically Active Surface Area (ECSA) diperoleh luas permukaan aktif yang paling tinggi pada nanokomposit MoS2/Ag. Berdasarkan uji kronoamperometri diketahui MoS2/Ag selama 9000 detik menghasilkan komposit yang cukup stabil sebagai elektrokatalis reaksi evolusi hidrogen. ......Currently, the use of fossil fuels is so enormous, and the demand for energy continues to increase. But the limitations of fossil fuels, the environmental impact resulting from burning fossil fuels, and the development of clean and sustainable energy-producing technologies are very important. Hydrogen is a potential energy to replace fossil fuels and is an alternative energy for the future because it is environmentally friendly and can produce quite a large amount of energy. Hydrogen evolution reaction with the AWE electrolysis technique (alkaline water electrolysis) is a popular technique today to produce hydrogen. This research has succeeded in synthesizing MoS2 and MoS2/Ag composites and have characterized by FTIR, XRD, FESEM, and TEM. GCE/MoS2/Ag electrode fabrication and electrocatalytic activity tests using LSV, ECSA, and CV techniques have also carried out. Through the LSV test results, it was found that the MoS2/Ag composite had onset and overpotential values closest to Pt wire as a benchmark, namely 123 mV and 253 mV. Prove that decorating MoS2 with Ag has succeeded in increasing its catalytic activity and conductivity. Through the Electrochemically Active Surface Area (ECSA) test, the highest active surface area was obtained on the MoS2/Ag composite. Based on the chronoamperometric test, it is known that MoS2/Ag for 9000 seconds produces a fairly stable composite as an electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction.
Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2023
S-pdf
UI - Skripsi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Andien Salsabila Ramdhaniati
Abstrak :
Bahan bakar hidrogen merupakan salah satu sumber energi baru dan terbarukan yang menarik perhatian karena memiliki kepadatan energi yang tinggi. Reaksi evolusi hidrogen merupakan teknik paling sederhana yang dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen sebagai salah satu sumber energi alternatif. Pengembangan material terus dilakukan agar dapat memperoleh kinerja reaksi evolusi hidrogen yang efektif dan efisien. Pada penelitian ini, dilakukan dekorasi multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) dengan nanopartikel AuAg menggunakan metode direct borohydride reduction, yang akan digunakan sebagai elektrokatalis pada reaksi evolusi hidrogen, Keberhasilan dan kemurnian dari dekorasi nanopartikel AuAg terhadap MWCNT telah dianalisis melalui karakterisasi XRD, Spektroskopi UV-Vis, dan Spektroskopi Raman. Komposit AuAg/MWCNT, Au/MWCNT, Ag/MWCNT dan f-MWCNT yang telah dipreparasi akan ditambatkan pada elektroda glassy carbon melalui metode drop casting. Nilai overpotensial yang didapatkan dari elektroda GCE/AuAg/MWCNT, GCE/Au/MWCNT, GCE/Ag/MWCNT, GCE/MWCNT, dan bare GCE berturut-turut adalah -0,47 V; -0,63V; -0,50 V; -0,64 V dan -0,96 V yang membuktikan bahwa dekorasi MWCNT dengan nanopartikel AuAg berhasil meningkatkan kinerja sebagai elektrokatalis pada reaksi evolusi hidrogen dengan menurunkan nilai overpotensial. Selain itu, dari pengujian ECSA diketahui bahwa luas permukaan aktif dari elektroda GCE/AuAg/MWCNT adalah 0,1665 cm-2, jauh lebih besar jika dibandingkan dengan GCE/Au/MWCNT (0,0353 cm- 2), GCE/Ag/MWCNT (0,020 cm-2), GCE/MWCNT (0,0067 cm-2) dan bare GCE (0,0033 cm-2). Sifat konduktivitas dan kestabilan elektroda GCE/AuAg/MWCNT juga berhasil dibuktikan dari analisis EIS dan uji stabilitas elektroda melalui metode kronoamperometri. Selain itu, seluruh komposit dilakukan karakterisasi dengan menggunakan Fourier Transform Infra-Red (FTIR), Spektroskopi Raman, X-ray diffraction (XRD), Spektroskopi UV-Vis, dan transmission electron microscopy (TEM). ......Hydrogen fuel currently gaining popularity as a renewable source due to its higher energy density. Hydrogen evolution reaction is the simplest and most effective method to produce hydrogen as a source of alternative energy with zero emission of CO2. Material development continues to be carried out to obtain an effective and efficient hydrogen evolution reaction performance. In this research, a direct borohydride reduction process was utilized to decorate multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) with AuAg nanoparticles, which would be used as an electrocatalyst in the hydrogen evolution reaction. The prepared AuAg/MWCNT, Au/MWCNT, Ag/MWCNT, and f-MWCNT composites will be anchored to the glassy carbon electrode by a drop-casting method. The overpotential values obtained from the GCE/AuAg/MWCNT, GCE/Au/MWCNT, GCE/Ag/MWCNT, GCE/MWCNT, and bare GCE electrodes were -0.47 V; -0.63V; - 0.50 V; -0.64 V and -0.96 V which proved that the decoration of MWCNT with AuAg nanoparticles succeeded in increasing the performance as an electrocatalyst in the hydrogen evolution reaction by reducing the overpotential value. In addition, from the ECSA test it is known that the active surface area of the GCE/AuAg/MWCNT electrode is 0.1665 cm-2, much larger than that with GCE/Au/MWCNT (0.0353 cm-2), GCE/Ag/MWCNT (0.020 cm-2), GCE/MWCNT (0.0067 cm-2) and bare GCE (0.0033 cm- 2). The conductivity and stability of the GCE/AuAg/MWCNT electrodes were also proven from the EIS analysis and the electrode resistance test using the chronoamperometric method. All the composites were also characterized using Fourier Transform Infra-Red (FTIR), Raman Spectrophotometer, X-Ray Diffraction (XRD), UV-VIS Spectrophotometry, and Transmission Electron Microscopy (TEM).
Depok: Fakultas Ekonomi dan Bisnis Universitas Indonesia, 2022
S-pdf
UI - Skripsi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Muhammad Abdullah Muiz
Abstrak :
Energi hidrogen dianggap menjadi salah satu sumber energi yang menjanjikan. Bahan bakar hidrogen memiliki banyak kelebihan seperti kapasitas penyimpanan, efisiensi, pembaruan, kebersihan, emisi nol, dan sumber menjadikannya pilihan yang sangat baik sebagai pasokan energi untuk panas dan listrik. Dengan menggunakan teknik alkaline water electrolysis untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen. Nanokomposit MoS2/CuO menjadi elektrokatalis yang meningkatkan nilai konduktifitas dan nilai aktivitas yang tinggi untuk reaksi evolusi hidrogen (HER). Pada penelitian ini dilakukan sintesis MoS2/CuO dan dianalisis dengan karakterisasi TEM, SEM, XRD, dan spektroskopi raman. Didapatkan hasil dari karakterisasi masing-masing senyawa prekursor dan komposit berhasil disintesis. Fabrikasi elektroda MoS2/CuO dilakukan dengan elektroda GCE/MoS2 dan GCE/MoS2/CuO untuk diuji aktivitas elektrokatalitik menggunakan LSV diperoleh nilai onset potential, overpotential dan tafel slope GCE/MoS2/CuO memiliki nilai yang mendekati Pt. Kemudian dilakukan uji EIS dan diperoleh nilai hambatan GCE/MoS2/CuO sebesar 483 Ω. Kemudian dilakukan uji CV untuk memperoleh nilai ECSA diperoleh nilai paling tinggi adalah GCE/MoS2/CuO. GCE/MoS2/CuO juga memiliki kestabilan yang baik dengan melakukan uji kronoamperometri selama 9000 detik. ......Hydrogen energy is considered a promising energy source, offering advantages such as storage capacity, efficiency, renewability, cleanliness, zero emissions, and versatility, making it an excellent choice for heat and electricity supply. Alkaline water electrolysis is utilized to convert water into hydrogen and oxygen. A nanocomposite of MoS2/CuO serves as an electrocatalyst, enhancing conductivity and exhibiting high activity for the hydrogen evolution reaction (HER). In this research, MoS2/CuO synthesis was conducted and analyzed through TEM, SEM, XRD, and Raman spectroscopy characterizations. Successful synthesis results were obtained for the precursor and composite compounds. MoS2/CuO electrode fabrication involved GCE/MoS2 and GCE/MoS2/CuO electrodes, and their electrocatalytic activity was tested using LSV. The GCE/MoS2/CuO exhibited onset potential, overpotential, and tafel slope values close to Pt. EIS testing revealed a resistance value of 483 Ω for GCE/MoS2/CuO. CV testing was performed to determine ECSA, with GCE/MoS2/CuO achieving the highest value. Additionally, GCE/MoS2/CuO demonstrated good stability during chronoamperometry testing over 9000 seconds.
Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2024
S-pdf
UI - Skripsi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Putri Safa Izhara
Abstrak :
Peningkatan populasi dan standar hidup manusia memicu kebutuhan akan energi sebagai bahan bakar. Pada zaman ini penggunaan bahan bakar fosil telah mencapai 85% menyebabkan peningkatan pada pemanasan global dan emisi gas rumah kaca yang berdampak buruk terhadap perubahan iklim dan atmosfer bumi. Energi terbarukan merupakan inovasi yang krusial untuk menangani masalah tersebut. Energi hidrogen merupakan salah satu bentuk energi terbaharukan, memiliki keunggulan karena bersih dan ketersediaannya yang melimpah di alam. Karena keunggulannya hidrogen berpotensi untuk menggantikan bahan bakar fosil serta kemampuan hidrogen dalam menghasilkan energi dengan nol emisi karbon menjadi perhatian masyarakat. Salah satu metode untuk memproduksi hidrogen dengan metode elektrokimia untuk pemecahan air. Untuk meningkatkan kinerja katalis pada proses elektrokimia menggunakan logam mulia. Meskipun logam mulia memiliki stabilitas dan kinerja katalis yang baik terdapat keterbatasan ketersediannya dan biayanya yang tinggi. Sebagai alternatif, dapat digunakan transition metal dichalcogennides (TMDCs) seperti MoS!. Dari permasalahan ini kami telah berhasil melakukan penelitian untuk menumbuhkan MoS! diatas kain karbon dengan metode hidrotermal selama 8 jam dengan suhu 200°C. MoS! diberi perlakuan annealing dengan suhu 200°C selama 1 jam untuk meningkatkan performa katalis pada proses elektrokimia. Perfoma katalis dapat dibuktikan dengan tegangan onset yang rendah dari linear sweep voltammetry (LSV). MoS! yang diberi perlakuan annealing menghasilkan tegangan onset 128 mV yang rendah dibandingkan dengan MoS! yang memiliki tegangan onset 178 mV. Hal ini juga didukung dengan hasil fasa 2H MoS! yang terbentuk dari MoS!/CC-200. ......The increase in population and human living standards has led to a growing demand for mau as fuel. In this era, the use of fossil fuels has reached 85%, causing an increase in global warming and greenhouse gas emissions that adversely affect climate change and the Earths atmosphere. Renewable energy is a crucial innovation to address these issues. Hydrogen mau is one form of renewable mau, with the advantage of being clean and abundantly available in nature. Due to its benefits, hydrogen has the potential to replace fossil fuels, and its ability to produce mau with zero carbon emissions has garnered attention from the public.One method for hydrogen production is through electrochemical water splitting. To enhance the catalysts performance in the electrochemical process, noble metals are commonly used. However, the limited availability and high cost of noble metals pose constraints. As an alternative, transition metal dichalcogenides (TMDCs) like MoS! can be employed. To address these challenges, we conducted research to grow MoS! on carbon cloth through a hydrothermal method for 8 hours at a temperature of 200°C. Subsequently, the MoS!!underwent annealing at 200°C for 1 hour to improve the catalysts performance in the electrochemical process.The catalysts performance was assessed by measuring the onset voltage using linear sweep voltammetry (LSV). MoS! treated with annealing exhibited a low onset voltage of 128 mV, compared to untreated MoS!with an onset voltage of 178 mV. This improvement is further supported by the formation of the 2H phase in MoS!/CC-200. The study demonstrates the potential of treated MoS! as an effective catalyst for electrochemical processes, offering a promising avenue for sustainable and cost-effective hydrogen production.
Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2023
S-pdf
UI - Skripsi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Sudirman
Abstrak :
Pemanfaatan carbon nanotube (CNT) sebagai support elektrokatalis Pt dalam sistem Proton Exchange Membran Fuel Cell (PEMFC) memberikan potensi yang cukup besar menggantikan karbon amorf untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan Pt yang cenderung mahal. Pembuatan elektrokatalis berbasis CNT telah berhasil dilakukan dengan mendeposisikan nanopartikel Pt pada permukaan Multi Wall Carbon Nanotube (MWCNT) melalui proses presipitasi menggunakan etilen glikol (EG). Optimalisasi ukuran dan distribusi nanopartikel Pt pada permukaan MWCNT dilakukan dengan variasi keasaman reaksi (pH 4, 7, dan 13) dengan variasi reduktor (NaBH4 dan LiAlH4). Hal ini dilakukan untuk mengatur kondisi sintesis yang dapat menghasilkan elektrokatalis dengan pemuatan (loading) Pt yang tinggi. Ukuran dan distribusi Pt sebagai kontributor utama terhadap pemuatan Pt digunakan sebagai indikator yang akan mempengaruhi kinerja PEMFC. Deposisi Pt pada permukaan MWCNT terfungsionalisasi melalui prekursor hexachloroplatinic acid (H2PtCl6) dilakukan melalui metode presipitasi dengan variasi reduktor dan variasi keasaman reaksi. Karakterisasi elektrokatalis dilakukan menggunakan Difraktometer Sinar-X (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) dengan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS), Transmission Electron Microscope (TEM), Particle Size Analyzer (PSA), Raman Spectroscopy dan Surface Area Analyzer (SAA). Sedangkan uji kinerja dilakukan dengan menyiapkan konfigurasi membrane electrode assembly (MEA) berbasis elektrokatalis Pt/CNT yang telah dibuat. Berdasarkan hasil karakterisasi yang telah dilakukan, reduktor NaBH4 memberikan pemuatan Pt yang tinggi yaitu 31,99 % dari hasil analisis kuantitatif menggunakan EDS. Hasil analisis difraksi sinar-X dan TEM menunjukkan terbentuknya nanopartikel Pt pada permukaan CNT dengan ukuran sebesar 3 hingga 4 nm. Kecenderungan aglomerasi menjadi 6-9 nm terjadi pada pH menyebabkan perubahan rasio R=ID/IG MWCNT dari 1,45 (pH 4) menjadi 1,18 (pH 13) sebagai faktor yang dipengaruhi oleh distribusi Pt pada cacat MWCNT dimana pH 13 menghasilkan distribusi Pt yang lebih tinggi. Disamping itu luas permukaan Pt/CNT antara 87,182-110,611 m2/g telah terbukti lebih besar daripada Pt/C komersial. Hasil pengujian stack fuel cell dengan Membrane Electrode Assembly (MEA) berbasis elektrokatalis Pt/CNT menunjukkan kurva viii viii polarisasi dari Pt-CNT dengan reduktor NaBH4 dan LiAlH4 pada pH 13 sebesar 43 mW/cm2 dan 17 mW/cm2.
The utilization of carbon nanotube (CNT) as support of electrocatalyst Pt in Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) was highly potential to replace amorphous carbon to increase the efficiency of Pt utilization which tent to be expensive. The Pt/CNT-based electrocatalyst has been successfully synthesized by depositing Pt nanoparticles on Multi Wall Carbon Nanotube (MWCNT) surfaces via precipitation process using ethylene glycol (EG). Optimizing of Pt nanoparticles size and distribution on the MWCNT surface has been conducted under various acidity (pH 4, 7, and 13) with varying of reducing agent (NaBH4 and LiAlH4). This controlled synthesis condition is conducted to get optimized Pt loading on the electrocatalyst system. The size and distribution of Pt as the main contributor of Pt loading were used as the main indicator that will affect the performance of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). Pt deposition on the functionalized-MWCNT surface from hexachloroplatinic acid (H2PtCl6) precursor was carried out using precipitation method with varying of both reducing agent and acidity levels. Electrocatalyst was characterized by using different testing instruments such as X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) powered by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS), Transmission Electron Microscope (TEM), Particle Size Analyzer (PSA), Raman Spectroscopy and Surface Area Analyzer (SAA). Performance as a catalyst in PEMFC was tested by preparing a membrane electrode assembly (MEA)-based Pt/CNT. According to characterization results, the combination of the highest acidity levels (pH=13) and reducing agent NaBH4 showed the highest Pt loading around 31.99% reflected from XRD results and supported by quantitative results using EDS. The result of XRD analysis and TEM observation showed that Pt-nanoparticles of size around 3-4 nm were deposited on CNT surfaces. The agglomeration of Pt nanoparticles occurred in the highest acidity levels (pH=13) where its size was changed to 6-9 nm. It contributed to the performance of electrocatalyst. The ratio (R= ID/IG) of MWCNT is decreased from 1.45 (pH=4) to 1.18 (pH=13) with the increasing of acidity levels as one of factor which was influenced by Pt distribution on the defect of CNT where the highest acidity levels (pH=13) give well Pt distribution on CNT surface. Subsequently, the surface area of Pt/CNT is about 87.182-110.611 m2/g which proved better than commercial Pt/C. The result of stack fuel cell with membrane electrode assembly (MEA-based Pt/CNT showed that polarization curve of Pt/CNT using reducing agent NaBH4 dan LiAlH4 under the highest acidity levels (pH=13) is about 43 mW/cm2 and 17 mW/cm2 respectively.
Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia, 2017
D2548
UI - Disertasi Membership  Universitas Indonesia Library
cover
Fransiska Citra Mariana
Abstrak :
Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) is an alternative energy source which doesn’t generate undesirable by-product normally associated with the oxidation of fossil based fuel. However, its application still faces many challenges to overcome. These challenges include the need of uniform current distribution and careful water management. Careful water management is needed to avoid water flooding and at the same time to keep the membrane well hydrated. In order to better understand the phenomena inside a fuel cell and to predict conditions leading to water flooding, a model based on ANSYS Fluent Fuel Cell Add-on module has been developed. This model is a three-dimensional, non-isothermal, multiphase model of a single fuel cell. Current distribution over the cathode terminal is more uniform compared to the distribution over anode terminal due to kinetic difference. High current density operation in a case studied provokes a non-uniform current density across terminal surfaces, large water content gradient through the membrane, and non-uniform temperature distribution across the membrane. Experimental data is still needed to validate the model and adjust the model’s parameters in order to accurately simulate fuel cell operation.
La pile à combustible à membrane échangeuse de protons est une source d’énergie alternative qui ne génère pas des sous-produits indésirables classiquement associés à l’oxydation des combustibles fossiles. Cependant, des défis restent à surmonter dans sa mise un œuvre, notamment en ce qui concerne le besoin d’avoir une distribution uniforme du courant et une gestion de l’eau liquide. Cette dernière est requise afin d’éviter le noyage dans la pile tout en gardant une humidité convenable dans la membrane. Dans le but de mieux comprendre les phénomènes qui se passent dans une pile à combustible et de prévoir les conditions menant au noyage, un modèle basé sur un module complémentaire pour la pile à combustible d’ANSYS Fluent a été développé. Ce modèle permet la simulation tridimensionnelle d’écoulement multiphasique ainsi que du transfert de charge dans une mono-cellule. La distribution de courant pour le terminal de la cathode est plus uniforme que celle constatée pour l’anode. Dans le cas étudié, une densité de courant élevée provoque une distribution non uniforme du courant aux faces des terminaux électriques. La membrane présente alors un gradient élevé pour la teneur en eau dans la membrane ainsi qu’une distribution non uniforme de la température. Pour aboutir à une simulation fiable d’une pile, des donnés expérimentales sont toujours nécessaires pour valider le modèle et pour affiner les paramètres du modèle.
2013
T35499
UI - Tesis Membership  Universitas Indonesia Library