103
1 unit fuel cell yang terdiri atas 2 buah Pt Elektroda dan elektrolit disebut sel tunggal. Tegangan yang diperoleh dari 1 buah sel tunggal ini berkisar 1 volt ,
sama dengan sel kering. Untuk mampu menghasilkan tegangan yang tinggiyang dinginkan maka sel tersebut bisa disusun secara seripararel. Kumpulan dari
banyak sel tunggal ini disebut stack. Utk membuat stack, selain dibutuhkan sel tunggal, juga diperlukan sel seperator.
Agar bisa digunakan pada hp, diperlukan beberapa single cell. Sedangkan utk penggunaan rumah tangga diperlukan 20 lebih dan utk mobil diperlukan 200 lebih
single cell. Sehingga Pt elektroda, elektrolit, dan sel separator yang dibutuhkan ikut meningkat. Saat ini harga dari bahan2 tersebut sangatlah mahal. sehingga utk
diterapkan pada mobil masih terbilang mahal.
Gambar 25. Susunan satu unit sel tunggal
c. Sejarah Fuel Cell
Fuel cell ditemukan oleh Francis Bacon 1904-1992, engineer kelahiran Inggris. Bacon yang memulai penilitiannya sejak tahun 1930, menemukan fuel
cell dengan basa KOH sebagai elektrolitnya, yang kemudian disebut alkaline fuel cell fuel cell tipe basa. Berselang setelah ditemukan alkaline fuel cell, di
104
tahun 1950-an, Perusahaan Amerika, General Electic GE, berhasil mengembangkan fuel cell tipe baru, dengan polimer membran sebagai
elektrolitnya, yang kemudian disebut PEFC Proton Exchange Membrane Fuel Cell. PEFC yang ditemukan oleh GE mampu menghasilkan daya sekitar 1
KWatt, dan memiliki keunggulan pada design, lebih compact, bila dibandingkan fuel cell yang ditemukan oleh F Bacon saat itu.
Fuel Cell mulai mendapat perhatian, ketika NASA mulai menggunakan fuel cell buatan GE sebagai sumber energi pada komputer dan alat komunikasi-nya
pada tahun 1965. Masih ingat dengan Apollo 11, pesawat yang berhasil membawa Neil Amstrong dan dua awak lainnya sebagai manusia pertama yang
menginjakkan kaki di bulan pada tahun 1969. Ternyata pada Apollo 11 pun telah terpasang fuel cell didalamnya. Fuel cell yang digunakan saat itu adalah alkaline
fuel cell, yang dayanya lebih besar dibanding buatan GE. Fuel cell yang sering digunakan pada space shuttle adalah alkaline fuel cell.
fuel cell ini selain sebagai sumber listrik di dalam pesawat juga bermanfaat sebagai sumber air minum bagi awak pesawat luar angkasa. Namun, air dan
oksigen yang digunakan harus memiliki tingkat kemurnian tinggi.
d. Tipe Fuel Cell
Sejak dipergunakan untuk pengembangan eksplorasi luar angkasa oleh NASA, fuel cell mulai mendapat perhatian khusus dari para peniliti. Hingga saat ini, telah
muncul berbagai macam jenis fuel cell. Berdasarkan atas perbedaan elektrolit yg digunakan, fuel cell dapat dibagi menjadi
4 tipe. Keempat tipe tersebut, suhu dan skala energi yang dihasilkan pun berbeda.
105
4 tipe tersebut kemudian bisa dipisah menjadi 2, yaitu yang bekerja pada suhu tinggi dua tipe dan pada suhu rendah 2 tipe
Tipe pada suhu tinggi adalah MCFC Molten Carbonate Fuel Cell dan SOFC Solid Oxide Fuel Cell. Kedua tipe ini berkerja pada suhu 500-1000 C.
Pada suhu tinggi, kecepatan reaksi bisa berlangsung cepat, sehingga pada fuel cell tipe ini tidak diperlukan katalis Pt. Namun pada suhu tinggi pula, diperlukan
bahan yang mempunya durability bagus dan tahan akan korosi.
MCFC bekerja pada suhu 650 C, dan elektrolit yang digunakan adalah
garam karbonat Li
2
CO
3
, K
2
CO
3
, dll dalam bentuk larutan. Sedangkan SOFC,
bekerja pada suhu 1000 C, dengan keramik padat misal, ZrO
2
sebagai
elektrolitnya. MCFC dan SOFC sendiri hingga saat ini masih tahap laboraturium,
dan belum dikomersilkan. Diharapkan di masa depan bisa diterapkan dalan skala besar. Dan apabila teknologi dimana suhu kerja bisa diturunkan berkembang,
bukan tidak mungkin kelak kedua fuel cell tipe ini bisa diterapkan dalam skala rumah tangga.
Sedangkan untuk tipe suhu rendah adalah PAFC Phosphoric acid Fuel Cell dan PEFC Proton Exchange Membrane Fuel Cell. Pada kedua tipe ini,
berkerja pada suhu dibawah 200 C. keunggulan pada tipe ini adalah waktu utk mengaktifkannya cukup cepat dan bisa diterapkan dalam skala kecil. Namun,
karena memerlukan Pt, yg harganya cukup mahal, sbg elektroda, maka biayanya pun menjadi mahal.
PAFC bekerja pada suhu 200 C, dan asam fosfat H
3
PO
4
sebagai elektrolitnya. Ditemukan pada tahun 1967, dan sejak tahun 1980-an, khususnya di
106
Jepang dan Amerika, mulai dipergunakan pada hotel, rumah sakit, dan lain lain. Diantara 4 tipe fuel cell, tipe inilah yang paling cepat untuk dikomersilkan.
PEFC bekerja pada suhu dibawah 100 C, membran polimer sebagai
elektrolitnya. Karena menggunakan lapisan tipis membran polimer, ukuran secara kesulurahan sangatlah kecil. Dewasa ini, penggunaan fuel cell tipe ini sudah
cukup luas digunakan, mulai dari mobil hingga hp.
Grafik 4. Perbandingan daya yang dihasilkan dari 4 tipe fuel cell
e. Keunggulan fuel cell
