Analisis Pengaruh Komposisi Graphite/PVDF dalam Proses Fabrikasi Bipolar Plate Dengan Metode Hot Compression Molding terhadap Performa Single Cell Proton Exchange Membrane Fuell Cell (PEMFC)

Brahmadia, Haryo Putra (2025) Analisis Pengaruh Komposisi Graphite/PVDF dalam Proses Fabrikasi Bipolar Plate Dengan Metode Hot Compression Molding terhadap Performa Single Cell Proton Exchange Membrane Fuell Cell (PEMFC). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211010_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Fuel Cell menjadi salah satu kandidat piranti konversi energi listrik yang mampu diaplikasikan dalam pemenuhan kebutuhan konsumsi energi listrik pada sektor transportasi. Salah satu jenis fuel cell yang dalam produksi massal untuk kebutuhan transportasi adalah Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). PEMFC mampu beroperasi dalam temperatur rendah yakni pada range 50 – 100o C. Prinsip kerja dari PEMFC adalah secara elektrokimia dengan reaksi oksidasi yang terjadi pada anoda dan reaksi reduksi pada katoda. Hasil keseluruhan reaksi redoks PEMFC menghasilkan produk berupa air yang bersifat ramah lingkungan. Untuk membentuk rangkaian PEMFC, dibutuhkan komponen antara lain, end plate, current collector, bipolar plate, gas diffusion layer, gasket dan membrane catalyst. Bipolar plate, menjadi salah satu komponen PEMFC yang dari sisi fabrikasi dan manufaktur paling menghabiskan biaya sebanding dengan biaya produksi membran katalis. Untuk menekan biaya produksi, terdapat alternatif dari segi pemilihan material dengan menggunakan grafit, PVDF dan filler konduktif. Namun, dengan penambahan material filler konduktif yang teralalu dominan mengakibatkan sifat mekanik modulus elastisitas dari bipolar plate turun. Sehingga, dalam penelitian yang akan dilakukan ini bertujuan untuk memvalidasi pengaruh komposisi bipolar plate hanya menggunakan prekursor grafit dan PVDF saja dengan variasi komposisi grafit / PVDF sebanyak 9:1, 8:2, dan 7:3. Sehingga, dapat dianalisis pengaruh signifikan performa bipolar plate antara adanya filler konduktif dan sebaliknya. Diperoleh nilai properties meliputi, konduktivitas tertinggi pada komposisi 9:1 dengan nilai konduktivitas 201.9315 S/cm ,kekuatan bending maksimum sebesar 0.22 MPa, densitas arus korosi sebesar 2.6805 μA/cm2 serta performa densitas daya 0.009 W/cm2 , dengan densitas arus sebesar 0.025 A/cm2 . 1 dari 3 pengujian properti semua variasi komposisi bipolar plate mencapai target minimum DOE pada nilai konduktivitas.
==================================================================================================================================
Fuel Cell becomes one of the candidates for electric energy conversion tools that can be applied in meeting the electricity consumption needs in the transportation sector. One type of fuel cell that is in mass production for transportation needs is Proton Exchange Membrane Fuel cell. (PEMFC). PEMFCs are capable of operating at low temperatures in the range of 50 – 100 o C. The principle of operation of PEMCs is electrochemical with oxidation reactions occurring on the anode and reduction reactions on the cathode. To form a series of PEMFCs, it requires components such as end plate, current collector, bipolar plate, gas diffusion layer, gasket and membrane catalyst. To reduce the cost of production, there are alternatives in terms of material selection using graphite, PVDF and conductive fillers. However, with the addition of conductive filler materials that are dominant, the mechanical properties of the module elasticity of the bipolar plate decreases. So, in the research that will be done this aims to validate the influence of the composition of bipolar plates using only the precursor graphite and pvdf only with the variation composition of 9:1, 8:2, and 7:3. Hence, obtained data could be analyzed that the needs of additional conductive filler material is mandatory or not. The obtained properties include the highest conductivity at a 9:1 composition with a conductivity value of 201.9315 S/cm, a maximum bending strength of 0.22 MPa, a corrosion current density of 2.6805 μA/cm2, and a power density performance of 0.009 W/cm2, with a current density of 0.025 A/cm2. 1 out of 3 property tests of all bipolar plate composition variations reached the minimum DOE target for conductivity.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	pemfc, hydrogen, pressure drop, PVDF, resistansi, resistivitas, konduktivitas, kekuatan bending
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD553 Electrochemistry. Electrolysis
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Haryo Putra Brahmadia
Date Deposited:	16 Jan 2025 04:50
Last Modified:	16 Jan 2025 04:50
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/116336

Actions (login required)

View Item