Studi Pengaruh Penambahan Baffle Pada Flow field Tipe Serpentine-Parallel Terhadap Penurunan Tekanan Dan Laju Aliran H2/O2 PEMFC

Maulana, Surya Dani Alif (2024) Studi Pengaruh Penambahan Baffle Pada Flow field Tipe Serpentine-Parallel Terhadap Penurunan Tekanan Dan Laju Aliran H2/O2 PEMFC. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011201028_Undergraduated_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Fuel cell merupakan sebuah perangkat elektrokimia yang mampu mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik. Proton Exchange Membrane Fuel cell (PEMFC) merupakan salah satu jenis fuel cell yang saat ini banyak diaplikasikan terutama dalam perindustrian otomotif. PEMFC terdiri atas komponen utama Membrane Electrode Assembly (MEA), pelat bidang aliran, Current Collector, serta komponen-komponen lain seperti seal dan end plate. Bidang aliran merupakan komponen penting yang dirancang dan dikerjakan untuk memasok jumlah oksigen dan hidrogen yang dibutuhkan ke lapisan difusi gas (GDL) dan lapisan katalis (CL) dengan penurunan tekanan yang optimal pada sisi anoda dan katoda. Pada penelitian ini akan diteliti mengenai beberapa bidang geometri tipe serpentine-parallel serta modifikasinya. Bidang aliran serpentine memiliki kelebihan dalam hal performa yang tinggi serta manajemen air yang baik di dalam sel, sedangkan bidang aliran parallel mampu memberikan penurunan tekanan rendah sehingga dapat meningkatkan efisiensi dari PEMFC. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penggunaan baffle pada variasi flow field tipe serpentine-parallel terhadap penurunan tekanan dan laju aliran menggunakan fluida hidrogen dan oksigen untuk aplikasi PEMFC. Penelitian ini akan dilakukan dengan menggunakan dua metode yaitu dengan computational fluid dinamics (CFD) dengan software ANSYS fluent dan pengujian secara eksperimen single cell PEMFC. Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan baffle pada desain flow field berpengaruh pada penurunan tekanan dan membuat distribusi fluida menjadi lebih merata. Dari tiga tipe desain yang disimulasikan, jenis modifikasi serpentine memiliki nilai penurunan tekanan dan laju aliran paling tinggi, sedangkan jenis modifikasi parallel memiliki nilai penurunan tekanan dan laju aliran paling rendah. Flow field modifikasi serpentine cocok diaplikasikan pada katoda sedangkan flow field modifikasi parallel cocok diaplikasikan untuk anoda.
===========================================================================================
A fuel cell is an electrochemical device capable of converting chemical energy into electrical energy. The Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is one type of fuel cell that is currently widely applied, especially in the automotive industry. A PEMFC consists of the main components: Membrane Electrode Assembly (MEA), flow field plates, Current Collector, and other components such as seals and end plates. The flow field is a crucial component designed and engineered to supply the necessary amounts of oxygen and hydrogen to the gas diffusion layer (GDL) and the catalyst layer (CL) with optimal pressure drop on the anode and cathode sides. This study will investigate several serpentine-parallel flow field geometries and their modifications. The serpentine flow field has advantages in terms of high performance and good water management within the cell, while the parallel flow field can provide low-pressure drops, thereby improving the efficiency of the PEMFC. The aim of this study is to analyze the effect of using baffles in various serpentine-parallel flow field types on pressure drop and flow rate using hydrogen and oxygen fluids for PEMFC applications. This research will be conducted using two methods: Computational Fluid Dynamics (CFD) with ANSYS Fluent software and experimental testing on a single cell PEMFC. The results of the study indicate that the addition of baffles in the flow field design affects pressure drop and makes fluid distribution more uniform. Of the three simulated design types, the modified serpentine type has the highest pressure drop and flow rate values, while the modified parallel type has the lowest pressure drop and flow rate values. The modified serpentine flow field is suitable for application on the cathode, while the modified parallel flow field is suitable for the anode.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Fuel cell, Serpentine, Pelat Bipolar, Penurunan Tekanan, Power Density Fuel cell, Serpentine, Bipolar Plate, Pressure Drop, Power Density
Subjects:	Q Science > Q Science (General) > Q180.55.M38 Mathematical models Q Science > QC Physics > QC151 Fluid dynamics Q Science > QD Chemistry > QD115 Electrochemical analysis T Technology > TS Manufactures > TS176 Manufacturing engineering. Process engineering (Including manufacturing planning, production planning)
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Surya Dani Alif Maulana
Date Deposited:	02 Aug 2024 07:54
Last Modified:	02 Aug 2024 07:54
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/111376

Actions (login required)

View Item