Studi Eksperimen Pengaruh Konsentrasi Metanol dan Temperatur Sel Terhadap Unjuk Kerja Direct Methanol Fuel Cell

Hakim, Benny Lukman (2021) Studi Eksperimen Pengaruh Konsentrasi Metanol dan Temperatur Sel Terhadap Unjuk Kerja Direct Methanol Fuel Cell. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111640000212 - Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2023. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Saat ini minyak bumi telah menjadi kebutuhan di kalangan masyarakat luas. Indonesia sendiri telah menjadi negara yang memiliki tingkat konsumsi minyak bumi yang tinggi. Pada tahun 2004, Indonesia telah menjad negara importir minyak dikarenakan jumlah konsumsi masyarakat lebih tinggi dari pada produksi dalam negeri. Salah satu sektor terbesar dalam konsumsi minyak di Indonesia adalah pada sektor industri dan kendaraan. Telah kita ketahui bahwa kendaraan yang menggunakan bahan bakar minyak memiliki dampak buruk. Dampak yang dapat terjadi adalah polusi udara dan juga dapat mengganggu pernapasan tubuh jika dihirup dalam jumlah banyak. Oleh karena itu, perlu adanya bahan bakar alternatif selain minyak untuk mengurangi kadar polusi udara karena ketersediaannya yang semakin menipis. Salah satu sumber alternatif bahan bakar kendaraan adalah fuel cell. Fuel cell adalah salah satu alat konversi elektrokimia yang mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Prinsip kerja fuel cell seperti elektrolisis dimana campuran bahan bakar seperti hidrogen dan oksigen direaksikan melalui anoda dan katoda kemudian menghasilkan listrik. Salah satu jenis fuel cell adalah direct methanol fuel cell. Penelitian ini dilakukan utuk menguji kinerja direct methanol fuel cell dengan variasi konsentrasi metanol dan temperatur sel.
Peneleitian ini dimulai dengan merancang direct methanol fuel cell sebanyak satu sel yang memiliki luasan area aktif 20 x 20 cm^2 dengan membran yang digunakan adalah nafion 117 serta katalis yang digunakan adalah platinum–ruthenium pada sisi anoda dan platinum–karbon pada sisi katoda. Kemudian direct methanol fuel cell diuji performanya dengan variasi konsentrasi metanol dan temperatur sel. Untuk konsentrasi metanol, variasi yang ditetapkan adalah 0,5 M, 0,6 M, 0,7 M, 0,8 M, 0,9 M, dan 1 M, sedangkan untuk temperatur sel, nilai yang ditetapkan adalah 60℃, 65℃, dan 70℃. Lalu untuk laju aliran metanol ditetapkan pada kecepatan konstan 10 ml/menit, sedangkan untuk laju aliran udara ditetapkan dengan kecepatan konstan 1,75 liter/menit. Kemudian akan diukur output dari fuel cell berupa arus dan tegangan yang terukur. Arus dan tegangan kemudian diolah menjadi kurva current density dan power density serta dihitung efisiensi direct methanol fuel cell dari output yang dihasilkan.
Hasil yang didapatkan dari penelitian ini berupa nilai current density, power density, dan efisiensi kerja sel. Pada kondisi suhu yang tinggi sebesar 70℃ dan konsentrasi 1 M, nilai voltase sel berada pada nilai tertinggi sebesar 6,2 mV dengan nilai power density tertinggi sebesar 0,007525 mV/cm^2 pada current density 0,002475 mA/cm^2. Nilai efisiensi sel tertinggi diraih pada suhu 70℃ dengan konsentrasi metanol 1 M sebesar 0,00276665 pada current density 0,00215 mA/cm^2.

====================================================================================================

Currently, Petroleum Has Become A Necessity Among The Wider Community. Indonesia Became A Country That Has A High Level Of Petroleum Consumption. In 2004, Indonesia Became An Oil Importer Country Because The Amount Of Public Consumption Is Higher Than Domestic Production. One Of The Largest Sectors In Oil Consumption In Indonesia Is In The Industrial Sector And Vehicles. We Already Know That Vehicles Running On Oil Have A Bad Impact. The Impact That Can Occur Is Air Pollution And Can Also Interfere With The Body's Breathing If Inhaled In Large Quantities. Therefore, It Is Necessary To Have Alternative Fuels Other Than Oil To Reduce Air Pollution Levels Due To Their Dwindling Availability. One Alternative Source Of Vehicle Fuel Is A Fuel Cell. Fuel Cell Is An Electrochemical Conversion Tool That Converts Chemical Energy Directly Into Electrical Energy. The Principle Of A Fuel Cell Is Like Electrolysis Where A Mixture Of Fuel Such As Hydrogen And Oxygen Is Reacted Through The Anode And Cathode To Generate Electricity. One Type Of Fuel Cell Is A Direct Methanol Fuel Cell. This Research Was Conducted To Test The Performance Of Direct Methanol Fuel Cells With Variations In Methanol Concentration And Cell Temperature.
This Research Begins By Designing A Direct Methanol Fuel Cell As Much As One Cell Which Has An Active Area Of 20 x 20 cm^2 With The Membrane Nafion 117 And The Catalyst Platinum-Ruthenium On The Anode Side And Platinum-Carbon On The Cathode Side. Then The Direct Methanol Fuel Cell Performance Tested With Variations In Methanol Concentration And Cell Temperature. For Methanol Concentration, The Determined Variations Were 0.5 M, 0.6 M, 0.7 M, 0.8 M, 0.9 M, And 1 M, While For Cell Temperature, The Values Set Were 60 ℃, 65 ℃, And 70 ℃. Then The Methanol Flow Rate Is Set At A Constant Speed Of 10 ml / Minute, While For The Air Flow Rate It Is Set At A Constant Speed Of 1.75 Liters / Minute. Then The Output Of The Fuel Cell Will Be Measured In The Form Of Measured Current And Voltage. The Current And Voltage Are Processed Into Current Density And Power Density Curves And The Efficiency Of The Direct Methanol Fuel Cell Is Calculated From The Resulting Output.
The Results Obtained From This Research Are The Values Of Current Density, Power Density, And Cell Work Efficiency. At A High Temperature Condition Of 70 ℃ And Concentration Of 1 M, The Cell Voltage Value Given At The Highest Value Of 6.2 mV With The Highest Power Density Value Of 0.007525 mV/cm^2 At A Current Density Of 0.002475 mA/cm^2. The Highest Cell Efficiency Value Was Achieved At A Temperature Of 70 ℃ With A 1 M Methanol Concentration Of 0.00276665 At A Current Density Of 0.00215 mA/cm^2.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Direct methanol fuel cell, current density, power density Direct methanol fuel cell, current density, power density
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2931 Fuel cells
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Benny Lukman Hakim
Date Deposited:	12 Mar 2021 07:21
Last Modified:	12 Mar 2021 07:21
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84163

Actions (login required)

View Item