• Tidak ada hasil yang ditemukan

Fuel Cell (Sel Bahan Bakar) adalah suatu sel elektrokimia yang mengubah energi kimia dari suatu bahan bakar menjadi energi listrik.

FUEL CELL

Listrik dibangkitkan dari reaksi antara bahan bakar dan senyawa oksidan. Reaktan-reaktan ini masuk ke dalam sel, menghasilkan listrik dan senyawa hasil menghasilkan listrik dan senyawa hasil reaksi keluar dari sel tanpa membawa elektrolit dari dalam sel.

Ini membedakan antara fuel cell (FC) dengan media sistem elektrokimia biasa seperti batere basah yang hanya sekali pakai.

FUEL CELL

Desain FC

Konstruksi dasar sel bahan bakar setidaknya terdiri dari 3 lapis bagian yang tersusun, berupa :

tersusun, berupa : 1. Anoda

2. Elektrolit 3. Katoda

FUEL CELL

1. Anoda

Pada anoda terdapat katalis yang mengoksidasi bahan bakar yang masuk (hidrogen) dan memecahnya menjadi ion (hidrogen) dan memecahnya menjadi ion muatan positif dan ion negatif (elektron)

FUEL CELL

2. Elektrolit

Elektrolit dibuat dengan rancangan tertentu sehingga mampu melewatkan ion muatan positif tetapi menahan elektron muatan positif tetapi menahan elektron untuk melintasinya

FUEL CELL

3. Katoda

Ion muatan positif yang menembus elektrolit ditangkap oleh katoda. Elektron yang tertinggal pada anoda dialirkan yang tertinggal pada anoda dialirkan melalui kabel sebagai arus listrik menuju ke katoda. Elektron dari kabel ini bertemu dengan muatan positif katoda lalu direaksikan dengan oksigen untuk dijadikan air (H2O)

FUEL CELL

Anoda Elektrolit Beban H2 e -ion+ ion+

Gambar Siklus Dasar Sel Bahan Bakar Elektrolit

Katoda

Beban

O2 H2O

-FUEL CELL

FUEL CELL

Pertimbangan-pertimbangan rancangan fuel cell : 1. Bahan elektrolit, yang menentukan tipe FC

2. Bahan bakar yang digunakan (mis. Hidrogen) 3. Katalis anoda, bahan pemecah bahan bakar

menjadi elektron dan ion (biasanya katalis menjadi elektron dan ion (biasanya katalis anoda adalah serbuk platina)

4. Katalis katoda, yang mengolah limbah (buangan) sel menjadi air atau CO2. Biasanya katalis katoda dibuat dari bahan Nikel.

FUEL CELL

FUEL CELL

FUEL CELL

FUEL CELL

Pemanfaatan Fuel Cell 1. Sumber Daya Listrik

FC sangat tepat digunakan sebagai suplai daya listrik tempat-tempat yang suplai daya listrik tempat-tempat yang jauh seperti : pesawat ruang angkasa, satelit/stasiun telekomunikasi

FUEL CELL

Pemanfaatan Fuel Cell 2. Transportasi

Konstruksi FC yang tidak terlalu besar dan rumit dapat diterapkan sebagai dan rumit dapat diterapkan sebagai penggerak kendaraan

FUEL CELL

Pemanfaatan Fuel Cell 2. Transportasi

Pembangkit Non Konvensional

Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC)

PEFC

PEFC atau bisa juga disebut sebagai Proton Exchange Membrane Fuel Cell

adalah sel bahan bakar yang

menggunakaan bahan bakar gas hidrogen menggunakaan bahan bakar gas hidrogen dan oksigen dari udara untuk menghasilkan energi listrik

A. Komponen PEFC: 1. Anoda

A. Komponen PEFC: 2. Membran

A. Komponen PEFC: 3. Katoda

A. Komponen PEFC: 4. Bahan bakar

PEFC

A. Komponen PEFC : 1. Anoda

2. Membran(Polymer Electrolyte Membrane) 3. Katoda

PEFC

1. Anoda

Anoda dibuat dari elektroda yang dapat ditembus oleh gas yang dibuat dari

kertas atau lapisan karbon. Antara

kertas atau lapisan karbon. Antara

elektroda dan membran diletakkan

lapisan katalis platinum yang akan

memisahkan ion hidrogen positif (proton) dengan elektronnya.

PEFC

2. Membran

Membran elektrolit polimer hanya akan melewatkan ion bermuatan positif dari sisi anoda ke sisi katoda. Elektron yang sisi anoda ke sisi katoda. Elektron yang tertinggal pada anoda akan dipaksa melewati rangkaian luar menuju katoda menjadi arus listrik.

PEFC

3. Katoda

Katoda dibentuk dengan unsur yang sama dengan anoda dan menerima ion bermuatan positif dari membran. Ion bermuatan positif dari membran. Ion positif ini bertemu dengan elektron yang berasal dari anoda dan bereaksi menjadi uap air

PEFC

4. Bahan bakar

PEFC menggunakan gas hidrogen

sebagai bahan bakar utama. Sisa buangan proses direaksikan dengan buangan proses direaksikan dengan oksigen dari udara menghasilkan uap air

PEFC

B. Reaksi Kimia PEFC : 1. Anoda

2H2 → 4H+ + 4e

-2. Katoda

PEFC

PEFC

C. Beda Potensial Sel

Satu buah sel PEFC mempunyai beda potensial tidak lebih dari 1,16 Volt.

Agar dapat digunakan untuk tegangan Agar dapat digunakan untuk tegangan yang lebih tinggi, beberapa atau lebih sel PEFC dirangkai secara paralel sehingga dapat menghasilkan tegangan yang diinginkan.

PEFC

Pembangkit Non Konvensional

Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)

SOFC

SOFC adalah sel bahan bakar yang menggunakaan bahan bakar gas hidrogen dan oksigen dari udara dengan menggunakan elektrolit padat (keramik) menggunakan elektrolit padat (keramik) untuk menghasilkan energi listrik

A. Komponen SOFC: 1. Anoda

A. Komponen SOFC: 2. Elektrolit

A. Komponen SOFC: 3. Katoda

A. Komponen SOFC: 4. Bahan bakar

A. Komponen SOFC: 4. Udara (O2)

SOFC

A. Komponen SOFC : 1.Anoda

2.Elektrolit 3.Katoda

4.Bahan bakar (Fuel) 5.Udara (O2)

SOFC

1. Anoda

Anoda SOFC adalah bagian yang harus memiliki konduktifitas listrik yang tinggi, tahan terhadap pemuaian termal dan tahan terhadap pemuaian termal dan memiliki porositas yang baik.

Sifat-sifat ini dimiliki oleh bahan logam, sehingga anoda SOFC dapat dibuat dari butiran atau serbuk nikel.

SOFC

2. Elektrolit

Agar dapat melewatkan ion-ion oksigen, maka elektrolit SOFC harus mempunyai konduktifitas ionik yang tinggi dan konduktifitas ionik yang tinggi dan koonduktifitas listrik yang rendah.

Syarat ini dipenuhi oleh bahan keramik, seperti YSZ yang biasa digunakan sebagai elektrolit SOFC

SOFC

3. Katoda

Katoda berfungsi untuk melewatkan molekul oksigen dari sisi katoda sampai pada elektrolit sel.

pada elektrolit sel.

Bahan yang biasa digunakan sebagai katoda SOFC adalah LaMnO3

SOFC

4. Bahan bakar

SOFC menggunakan gas hidrogen sebagai bahan bakar utama. Sisa buangan proses direaksikan dengan buangan proses direaksikan dengan oksigen dari udara menghasilkan uap air

SOFC

5. Udara

Udara (oksigen) berfungsi sebagai pengikat elektron yang dilepaskan oleh bahan bakar sebagai energi listrik dan bahan bakar sebagai energi listrik dan direaksikan kembali menjadi uap air sebagai limbah pembakaran

SOFC

B. Reaksi Kimia SOFC : 1.Anoda

2H2 + 2O= → 2H2O + 4e

-2. Katoda

SOFC

SOFC

C. Konfigurasi SOFC : 1.Mendatar

SOFC

SOFC

Kuis (22 Mei 2013)

Jelaskan perbedaan prinsip kerja antara PEFC dan SOFC !

Pembangkit Non Konvensional

Operasi Hibrid Pembangkit Non Konvensional

Dalam dokumen Bahan Kuliah Pembangkit Non Konvensional (Halaman 42-92)

Dokumen terkait