Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Pelat bipolar merupakan komponen utama dalam Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC). Pada penelitian ini pelat bipolar dibuat dari grafit komposit yang terdiri dari matriks grafit Electric Arc Furnace (EAF), carbon black sebagai filler, dan resin epoksi sebagai binder. Semua bahan dicampur dengan menggunakan high speed mixer dengan variabel waktu pencampuran 10, 30, 60, 90, dan 120 detik. Metode compression moulding dilakukan dalam pembuatan pelat bipolar dengan menggunakan tekanan 55 MPa selama 4 jam pada temperatur 100°C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu pencampuran selama 90 detik menghasilkan pelat bipolar dengan karakteristik optimum dengan nilai konduktivitas tertinggi sebesar 5,3 S/cm. Kekuatan fleksural sebesar 78,129 MPa dicapai pada waktu pencampuran 30 detik. Namun demikian, densitas terendah sebesar 1,74 g/cm3 diperoleh dengan melakukan 120 detik pencampuran, dan porositas terkecil 3,19% diperoleh pada 60 detik waktu pencampuran. Pengamatan visual menunjukkan bahwa seluruh pelat bipolar mempunyai penampakan yang baik, tidak retak, dan permukaan yang rata.

---

Bipolar plate is the main component in the Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC). In this study, bipolar plates made of carbon-carbon composites consisting of EAF (Electric Arc Furnace) graphite matrix, carbon black as filler, and epoxy as the binder. All subtances were mix together with high speed mixer with variable mixing time is 10s, 30s, 60s, 90s, 120s. Compression moulding is used in the process with 550 MPa pressure, for four hours with temperature of 100°C. The result of this study shows that 90s mixing time has the highest value for conductivity 5,3 S/cm. Highest flexural strength 78,129 MPa reached when 30s mixing time applied. The lowest density 1,74 g/cm3 attained in 120s mixing time, and the lowest porosity 3,19% attained in the variation 60s. Visual examination shows that all the bipolar plate have a good appereance, no cracks, and flat surface.

Abstrak :
Abu terbang hasil dari pembakaran batubara dapat digunakan sebagai prekursor geopolimer. Pengisi berupa serbuk alumina, serat asikular wolastonit, serat karbon dan serat kaca ditambahkan untuk menghasilkan komposit matrik geopolimer. Campuran prekursor dan aktivator dikarakterisasi dengan mesin uji viskositas dinamik Brookfield dan peralatan Vicat Needle. Sintesa geopolimersasi diamati dengan menggunakan XRD, FTIR dan pengamatan SEM, sedangkan pengujian mekanis menggunakan mesin uji tarik universal. Temperatur awal pembekuan dari campuran memberikan pengaruh besar terhadap kekuatan mekanis dari resin yang dihasilkan. Penambahan pengisi serat asikular wolastonit sebanyak 2,50 persen berat mampu meningkatkan kekuatan fleksural sebesar 13,52 persen dan penambahan pengisi alumina sebesar 7,50 persen mampu meningkatkan kekuatan tekan sebesar 26,62 persen. Setelah ekspos panas, komposit berpengisi serat kaca mampu menghasilkan kekuatan mekanis terbaik. ......Fly ash from coal combustion can be used as a geopolymer precursor. Fillers such as alumina powder, acicullar wolastonit, carbon fibers and glass fibers are added to produce geopolymer matrix composites. The mixture of precursors and activators characterized by Brookfield dynamic viscosity tester and Vicat Needle apparatus. Geopolymerisation syntesa observed using XRD, FTIR and SEM, while the mechanical testing using a universal tensile testing machine. The initial temperature of the mixture gives a major influence on the mechanical strength of the resin produced. The addition of acicullar wollastonite fillers as much as 2.50 percent by weight can improve the flexural strength of 13.52 percent and the addition of 7.50 percent alumina can improve the compressive strength of 26.62 percent. Upon heat exposure, composite using glass fiber as filler able to produce the best mechanical strength.

Abstrak :
Pada Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), pelat bipolar merupakan komponen utama yang memenuhi sekitar 80% volum fuel cell, 70% bobot fuel cell, dan 60% biaya produksi. Pelat bipolar berfungsi sebagai penghubung elektrik antara dua elektroda dengan kutub yang berbeda, mendistribusikan gas reaktan (H2 dan O2), penghantar elektron dari anoda ke katoda, penghantar panas dari dan menuju elektroda mengalirkan produk akhir dalam bentuk air dari tiap sel, penghalang perpindahan gas antar sel, dan menjaga stabilitas struktur dari PMFC itu sendiri. Persyaratan yang harus dimiliki pelat bipolar, yaitu densitas rendah, sifat mekanis dan konduktivitas listrik yang tinggi, mudah diproses, dan murah. Pelat bipolar PEMFC dapat dibuat dengan metode compression moulding dengan variasi penambahan aluminium powder (0.87-1.74%wt) menggunakan tekanan 55 MPa pada temperatur 100°C selama 4 jam. Material penyusun pelat bipolar ini antara lain grafit EAF, carbon black, aluminum powder, resin epoksi, hardener, dan metanol. Total berat bahan penyusun pelat bipolar komposit adalah 144 gram. Perbandingan komposisi grafit EAF: (carbon black + aluminum powder), yaitu 95%:5% dari 80% total berat bahan penyusun pelat bipolar komposit sedangkan perbandingan resin epoksi:hardener, yaitu 50%:50% dari 20% total berat bahan penyusun pelat bipolar komposit. Penelitian ini difokuskan untuk mengetahui pengaruh penambahan aluminum powder terhadap sifat mekanis dan konduktivitas listrik pelat bipolar yang dihasilkan. Konduktivitas listrik terbesar didapat pada pelat bipolar dengan penambahan 1.52%wt aluminium powder, dengan nilai konduktivitas sebesar 0.53 S/cm dan kekuatan fleksural 52.88 MPa. Nilai densitas untuk kelima variabel penambahan penguat aluminium powder (0.87-1.74%wt) berada pada rentang 1,6-1,7 gr/cm3, kekuatan fleksural sebesar 36-58 MPa, serta porositas ≤ 1,5%. ......In Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), bipolar plate is a major component which dominate about 80% volume of the fuel cell, 70% weight of the fuel cell, and 60% of production costs. Bipolar plate serves as an electrical connection between two electrodes with different poles, distribute reactant gases (H2 and O2), sending electrons from anode to cathode, distrbute heat from and toward cathode, discharge the final product in the form of water from each cell, as a barrier of the gas migration between cell, and maintain the stability of the PEMFC structure. Bipolare plate are required to have low density, excellent conductvity and mechanical properties, easy to process, and low cost production. PEMFC bipolar plate has been fabricated by compression molding method with the addition of variations of aluminum powder (0.87-1.74wt%) at pressure of 55 Mpa, temperature of 100°C for 4 hours. Constituent material consitsting of EAF graphite, carbon black, aluminum powder, epoxy resin, hardener, and methanol. Total weight of composite bipolar plate components are 144gram. Ratio of graphite EAF: (carbon black + aluminium powder) is 95%:5% from 80% of the total weight of component composite bipolar plate. Meanwhile ratio of epoxy resin:hardener is 50%:50% from 20% of the total weight of composite bipolar plate components. This study focused to determine the effect of the addition aluminum powder on electrical conductivity and mechanical properties of bipolar plate. The maximum electrical conductivity obtain by adding 1.52wt% of aluminium powder with value of 0.53 S/cm and flexural strength of 52,88 MPa. The density value for the five sample with addition of aluminum powder (0.87-1.74wt%) as filler in range of 1,6-1,7 gr/cm3, flexural strength of 36-58 MPa, with porosity ≤ 1,5%.

Abstrak :
Teknologi modern yang berkembang saat ini menuntut penyediaan material dengan kombinasi sifat yang tidak mungkin didapat dari paduan material konvensional seperti paduan metal, keramik dan polimer. Kombinasi sifat material menjadi lebih beragam dengan adanya komposit. Komposit secara umum adalah material buatan yang terdiri dari multifasa gabungan antara paduan metal, keramik, dan polimer. Bahan komposit saat ini banyak digunakan sebagai subtitusi untuk bahan-bahan dalam teknologi modern karena bahan komposit memiliki sifat yang lebih baik. Pada penelitian ini, digunakan serbuk grafit dan serbuk tembaga sebagai filler dan unsaturated polyester sebagai matriks polimer. Semua bahan dicampur dengan metode simple mixing kemudian dicetak. Setiap formulasi dilakukan pengujian kekerasan dan fleksural. Pengaruh dari penambahan 5?30 wt% serbuk grafit menunjukkan bahwa nilai kekerasan meningkat menjadi 60,54 HRB pada penambahan 5 wt%. tetapi mulai dari 10?20 wt% penambahan grafit nilai kekerasan menurun hingga 51,88 HRB. Begitu pula dengan nilai fleksural yang meningkat pada penambahan 5 wt% grafit dengan nilai 204,20 MPa kemudian mengalami penurunan sampai 146,88 MPa pada penambahan 20 wt% grafit. Penambahan 5?30 wt% serbuk tembaga menunjukkan bahwa nilai kekerasan meningkat sampai penambahan 25 wt% tembaga dengan nilai 48,8 HRB. Kemudian menurun pada penambahan 30 wt% tembaga dengan nilai 36 HRB. Begitu pula dengan nilai fleksural yang meningkat sampai penambahan 25 wt% tembaga dengan nilai 246,77 MPa. kemudian mengalami penurunan sampai 182,24 MPa pada penambahan 30 wt% serbuk tembaga.

---

Nowadays the development of modern technology also needs material with particular combination of properties which is better than the conventional material like metal alloy, ceramic, and polymer can provide. This combination of properties give wide range in its application. Composite material is the material consisting of multiphase between metal alloy, ceramic, and polymer. Composite material with better properties can substitute conventional material in particular application. This study used graphite powder and copper powder as filler, and unsaturated polyester as polymer matrix. Filler and matrix were mixed by simple mixing method and molded. Each sample were tested to get hardness and flexural value. The effect of 5 ? 20 wt% addition of graphite powder showed the increasing of hardness value to 60,54 HRB at 5 wt% addition, however with 10 ? 20 wt% addition, the hardness value decrease to 51,88 HRB. The flexural value showed the same effect, this value increased to 204,20 MPa at 5 wt% of addition, but decreased to 146,88 MPa for 20 wt% of graphite addition. The effect of 5 ? 30 wt% addition of copper powder showed increasing of hardness value to 48,8 HRB at 25 wt% copper powder. Then, this value decrease to 36 HRB at 30 wt% copper powder. The flexural value showed the same effect, it increased to 246,77 MPa at 25 wt% of addition and then decreased to 182,24 MPa at 30 wt% of copper addition.

Abstrak :
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.

Abstrak :
ABSTRAK
Polymer 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%.

---

ABSTRACT
Polymer 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%.

Abstrak :
ABSTRAK
Sel tunam merupakan salah satu energi alternatif yang dipilih karena sangat efisien, ramah lingkungan, serta memiliki waktu pakai yang lama. Namun sel tunam memiliki harga yang cukup tinggi akibat material penyusun yang menyebabkan massanya menjadi berat dan proses manufaktur yang rumit. Pada PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), pelat bipolar merupakan komponen utama yang memenuhi sekitar 80% volume, 70% bobot, dan 60% biaya produksi. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mencari alternatif bahan baku dan metode produksinya. Penelitian ini mengembangkan komposit pelat bipolar menggunakan matriks epoksi dengan penguat limbah grafit EAF (Electric Arc Furnace) dan carbon black. Partikel grafit dan carbon black berukuran kurang dari 44 μ. Pelat bipolar difabrikasi dengan melakukan variasi waktu mixing antara grafit dan carbon black selama 75, 90, 105, 120, dan 135 menit. Kemudian proses dilanjutkan dengan compression molding pada temperatur 100oC dengan tekanan sebesar 55 MPa selama 4 jam. Sifat mekanis dan listrik pelat bipolar diuji melalui pengujian densitas (ASTM D792), porositas (ASTM C20), fleksural (ASTM D790), dan konduktivitas (ASTM B193). Fokus penelitian ini untuk mengetahui pengaruh waktu mixing terhadap homogenitas, sifat mekanis, dan konduktivitas listrik pelat bipolar yang dihasilkan. Performa terbaik didapat pada pelat bipolar yang dihasilkan dengan menggunakan waktu mixing sebesar 135 menit dengan nilai densitas sebesar 1,75 gr/cm3, nilai porositas sebesar 0.24%, kekuatan fleksural sebesar 57.12 MPa, serta nilai konduktivitas listrik sebesar 1,02 S/cm.

---

ABSTRACT
Fuel cell is one of the chosen alternative energy because it is very efficient, environmentally friendly, and long-term usage. However, fuel cell has a fairly high price due to its constituent material which causes the mass to be heavy and complicated manufacturing process. In PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), bipolar plate is a major component that meets about 80% by volume, 70% weight, and 60% of production cost. Therefore, this research was conducted to find out the alternative raw materials and production methods. This research develops a composite bipolar plate using an epoxy as a matrix with Electric Arc Furnace waste (graphite EAF) and carbon black as a reinforcement. Graphite and carbon black particles were measuring less than 44 μ. Bipolar plates were fabricated by mixing time variation between graphite and carbon black for 75, 90, 105, 120, and 135 minutes. Afterwards, the process was followed by compression molding at a temperature of 110oC with a pressure of 55 MPa for 4 hours. Mechanical and electrical properties of bipolar plates were tested by density (ASTM D792), porosity (ASTM C20), flexural (ASTM D790), and conductivity (ASTM B193) testing. The focus of this research to determine the influence of mixing time on homogeneity, mechanical properties, and electrical conductivity of the bipolar plate produced. The best performance obtained on a bipolar plate generated using the mixing time of 135 minutes with a value of 1,75 gr/cm3 density, porosity value of 0.24%, flexural strength of 57.12 MPa, and electrical conductivity of 1,02 S/cm.

Abstrak :
Sel Tunam adalah suatu alat konversi energi elektrokimia yang mengubah energi kimia (gas H2 dan O2) menjadi energi listrik sebagai hasil utama. Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) merupakan salah satu jenis sel tunam yang sedang banyak dikembangkan karena memiliki banyak keunggulan seperti, temperatur operasi yang relatif rendah, power density yang tinggi, emisi gas buang yang rendah, serta energi yang efisien. Bagian penting dari sistem PEMFC adalah pelat bipolar yang merupakan komponen yang memberikan kontribusi berat dan volume yang tinggi mencapai 80% dari berat sel tunam secara keseluruhan. Oleh karena itu, sangat perlu dilakukan suatu rekayasa dengan material komposit yang massa jenisnya ringan namun juga memiliki sifat mekanis dan konduktivitas yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk merekayasa pelat bipolar tersebut dengan menggunakan bahan utama grafit, polimer termoset epoxy, serta penambahan carbon black dengan komposisi 5% berukuran kurang dari 44 μm. Pelat bipolar difabrikasi dengan melakukan variasi waktu mixing antara grafit EAF dan carbon black selama 15, 30, 45, 60, dan 75 menit. Pembuatan pelat bipolar ini dilakukan dengan proses hot press sebesar 55 MPa dan temperatur 100oC selama 4 jam dengan cetakan yang berukuran panjang 15 cm, lebar 15 cm, dan tebal 3-4 mm. Setelah dilakukan karakterisasi, maka pelat bipolar ini menghasilkan sifat-sifat yang optimal pada waktu campur 15 menit, yaitu kekuatan fleksural 49,23 MPa, konduktivitas 6,71 S/cm, densitas 1,62 gr/cm3 , serta porositas 0,75%. Hasil ini masih bisa ditingkatkan terutama nilai konduktivitas pada pelat bipolar tersebut, sehingga diharapkan mampu digunakan sebagai pelat bipolar pada sistem sel tunam untuk sumber energi masa depan. ......Fuel cell is an electrochemical energy conversion device that changes chemical energy (H2 and O2 gas) to electrical energy as the primary outcome. Polymer electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) is one type of fuel cell being developed because it has many advantages such as operating temperature is relatively low, high power density, emissions are low, and energy efficient. An important part of the PEMFC system is the bipolar plate is a component that contributes to weight and high volume reaches 80% of the weight of the fuel cell as a whole. Therefore, is very necessary to an engineering with composite materials with a minor density but also has good mechanical properties and conductivity. This research aims to reverse the bipolar plate by using the main material of graphite, thermosetting epoxy polymers, and the addition of carbon black with variable composition of 5%wt. That graphite EAF and carbon black particle size are less than 44 μm. Bipolar plate was fabricated by various of mixing time between graphite and carbon black for 15, 30, 75, 60, and 75 minutes. Bipolar plate manufacturing is done by hot press process with 55 MPa pressure and temperature of 100 0 C for 4 hours by using a mold measuring 15 cm long, 15 cm wide, and 3-4 mm thick. After a characterization, the bipolar plate has the properties of the optimal with mixing time at 15 minute, i.e flexural strength 49,23 MPa, conductivity 6,71 S/cm, density 1,62 gr/cm3, and porosity 0,75%. These results could still be improved, especially the value of conductivity of the bipolar plate, so that was expected to be used as bipolar plates in fuel cell systems for future energy sources.