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