Studi Eksperimental Pengaruh Suhu Sel Dan Laju Aliran Metanol Terhadap Unjuk Kerja Direct Methanol Fuel Cell Dengan Konsentrasi Metanol 1 M

Sasongko, Arif Budi (2021) Studi Eksperimental Pengaruh Suhu Sel Dan Laju Aliran Metanol Terhadap Unjuk Kerja Direct Methanol Fuel Cell Dengan Konsentrasi Metanol 1 M. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111640000114-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2023. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Minyak bumi merupakan salah satu jenis sumber daya yang tidak dapat diperbaharui yang penggunaannya masih cukup besar untuk memenuhi permintaan energi pada berbagai sektor. Namun, berdasarkan data dari kementrian ESDM, produksi minyak bumi di Indonesia mengalami penurunan pada 10 tahun terakhir. Padahal, permintaan energi terus meningkat dimana jumlah permintaan tertinggi berada pada sektor industri dan sektor transportasi. Sebagai upaya untuk memenuhi permintaan energi yang terus meningkat khususnya pada sektor transportasi, maka muncul teknologi fuel cell. Fuel cell atau sel bahan bakar merupakan perangkat elektro-kimia yang mirip seperti baterai dimana dapat mengkonversikan energi yang dihasilkan dari reaksi kimia menjadi energi listrik. Salah satu jenis fuel cell adalah direct methanol fuel cell (DMFC) yang mereaksikan metanol dengan udara untuk menghasilkan energi listrik. Terdapat beberapa parameter yang mempengaruhi kinerja dari DMFC antara lain suhu sel dan laju aliran metanol.
Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian terhadap perangkat direct methanol fuel cell (DMFC) yang telah dirancang dengan dimensi luasan aktif membran sebesar 20×20 〖cm〗^2 dengan material membran Nafion 117 dan menggunakan anoda dengan material Platinum-Rutheniun serta katoda dengan material Platinum-Carbon. DMFC yang dirancang terdiri dari 1 sell dengan konfigurasi untuk flow field plate menggunakan jenis serpentine. Parameter yang divariasikan pada pengujian ini adalah suhu sel dan laju aliran metanol, dimana untuk suhu sel menggunakan variasi antara 30℃ hingga 60℃ dengan kenaikan setiap 10℃ dan untuk laju aliran metanol menggunakan variasi antara 10 ml/min hingga 25 ml/min dengan kenaikan setiap 5 ml/min. Pengambilan data dilakukan pada rentang selama 60 menit dengan pengambilan nilai arus listrik dan voltase setiap 3 menit. Hasil dari pengolahan data akan dinyatakan dalam bentuk grafik.
Hasil yang didapatkan dari penelitian ini berupa nilai current density, power density, dan efisiensi kerja sel. Pada kondisi suhu yang tinggi sebesar 60℃ dan laju aliran yang kecil sebesar 10 ml/min, nilai voltase sel berada pada nilai tertinggi sebesar 5,1 mV dengan nilai power density tertinggi sebesar 0,00553 mW/〖cm〗^2 pada current density 0,001975 mA/〖cm〗^2. Nilai efisiensi sel tertinggi diraih pada suhu 50℃ dengan laju aliran 10 ml/min sebesar 0,00231396 pada current density 0,001675 mA/〖cm〗^2. Sedangkan nilai terendah untuk power density berada pada kondisi suhu 30℃ dan laju aliran 25 ml/min sebear 0,000615 mW/〖cm〗^2 pada current density 0,001025 mA/〖cm〗^2 serta nilai efisiensi terendah sebesar 0,000092913 pada current density 0,001025 mA/〖cm〗^2.
=====================================================================================================
Crude oil is the most used energy source for any sector that cannot be renewed. Based on the data by Energy and Mineral Source Ministry of Indonesia, the production of crude oil in Indonesia has decreased in the 10 years recently. Even though, demand for energy need is gradually increased in any sector especially in industry and transportation sector. Many work has been done to look for alternative technology to fulfill the energy demand in transportation sector. The one technology that promises to solve this problem is a fuel cell. Fuel cell is an electric-chemical device similar to battery that can convert energy from chemical reaction into the electrical energy. Fuel cell has several types, one of them using methanol to gain electrical energy known by Direct Methanol Fuel Cell (DMFC). DMFC using methanol and air for chemical reaction and produce electrical energy. There are several factor that can affect the performance of DMFC. Two of them are cell temperature and methanol flow rate.
This study will test the Direct Methanol Fuel Cell device that has been built with 20×20 〖cm〗^2 membrane active area using Nafion 117 membrane and Platinum-ruthenium for anode catalyst with Platinum-Carbon for cathode catalyst. The DMFC designed for one cell with serpentine type configuration for flow field channel on the graphite bipolar plate. This test will vary the cell temperature between 30℃ until 60℃ with increment every 10℃. For methanol flow rate variation between 10 ml/min until 25 ml/min with increment every 5 ml/min. Electrical current and electrical voltage will be recorded every 3 minutes during 60 minutes testing. The result will be shown as graphical shape between current density, voltage, power density, and efficiency.
The result from this testing shown the highest performance of DMFC when cell temperature reach 60℃ with 10 ml/min methanol flow rate with value for voltage reach 5,1 mV with highest power density reach 0,00553 mW/〖cm〗^2 at current density 0,001975 mA/〖cm〗^2. The highest efficiency value that can achieved was 0,00231396 when cell temperature 50℃ with 10 ml/min methanol flow rate at current density 0,001675 mA/〖cm〗^2. While for the lowest value of power density that achieved was 0,000615 mW/〖cm〗^2 at current density 0,001025 mA/〖cm〗^2 when cell temperature 30℃ with 25 ml/min methanol flow rate and the lowest value of efficiency that achieved was 0,000092913 at current density 0,001025 mA/〖cm〗^2 with the same cell temperature and methanol flow rate value.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Direct methanol fuel cell, current density, power density, efisiensi Direct methanol fuel cell, current density, power density, efficiency
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ165 Energy storage. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting. T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK1001 Production of electric energy or power 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:	ARIF BUDI SASONGKO
Date Deposited:	12 Mar 2021 07:17
Last Modified:	12 Mar 2021 07:17
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84001

Actions (login required)

View Item