Komponen - komponen sel bahan bakar Aplikasi sel bahan bakar

Gambar 2.6 Alur kerja MCFC Sumber: http:www1.eere.energy.govhydrogenandfuelcellsfuelcellsfc_types.html Solid Oxide Fuel Cell SOFC menggunakan bahan keramik yang keras dan tidak mudah berkarat sebagai elektrolit. Karena elektrolit dari SOFC ini bersifat padat, sel bahan bakar tidak harus dibuat di dalam plat seperti sel bahan bakar jenis lainnya. SOFC ini diharapkan dapat memiliki efisiensi 50 – 60 untuk mengubah bahan bakar menjadi listrik. Regenerative Fuel Cell menghasilkan listrik dari hidrogen, oksigen, membangkitkan panas dan air sebagai bahan bakar, seperti sel bahan bakar lainnya. Regenerative fuel cell juga dapat menggunakan elektrolisa dari solar power atau sumber lainnya untuk membagi kelebihan air menjadi bahan bakar hidrogen dan oksigen. Sel bahan bakar jenis ini sedang dikembangkan oleh NASA dan perusahaan lainnya.

2.4 Komponen - komponen sel bahan bakar

Adapun komponen – komponen dari sel bahan bakar dapat terlihat seperti pada gambar 2.7. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.7 Komponen - komponen Sel bahan bakar Sumber : Colleen Spiegel, 2008 Tabel 2.2 komponen dasar dari PEM Fuel Cell Komponen Kegunaan Bahan yang biasa digunakan Polymer Electrolyte Membrane Memungkinan proton daripada hidrogen untuk mengalir dari anoda menuju katoda Persulfonic Acid Membrane Nafion 112, 115, 117 Catalyst layers Memisahkan bahan bakar menjadi proton dan elektron. Proton kemudian disatukan dengan oksidan untuk membentuk air pada katoda sel bahan bakar. Elektron lalu mengalir menghasilkan daya Platinum carbon catalyst Universitas Sumatera Utara Gas diffusion layers Memungkinkan bahan bakar oksidan untuk mengalir melalui lapisan Polymer Electrolyte Membrane. Carbon cloth atau toray paper Flow field plates Mengalirkan bahan bakar dan oksidan ke gas diffusion layer Graphite, Stainless Steel Gaskets Mencegah terjadinya kebocoran bahan bakar, dan membantu mendistribusikan tekanan secara merata Silicon , teflon End plates Menahan lapisan Stack tetap pada tempatnya. Stainless steel, Graphite, Polyethylene, PVC Sumber : Colleen Spiegel, 2008

2.5 Aplikasi sel bahan bakar

Aplikasi sel bahan bakar antara lain digunakan untuk :  Transportasi Pada segi transportasi, para ilmuwan memberikan spekulasi bahwa kendaraan dengan sel bahan bakar akan menjadi komersial pada beberapa tahun yang akan datang. Sampai saat ini 50 bus bertenaga sel bahan bakar digunakan di Amerika Utara dan Selatan, Eropa, Asia dan Australia. Pada April 1999, terbentuklah sebuah lembaga bernama California Fuel cell Partnership yang terdiri atas DaimlerChrysler, the California Air Resources Board, the California Energy Commission, Ballard Power, Ford, Shell dan Texaco. Yang memiliki tujuan utama untuk memperkenalkan teknologi sel bahan bakar kepada para pengendara mobil dengan memberikan demonstrasi - demonstrasi terhadap sel bahan bakar ini. Sampai saat ini General Motors, Honda, Hyundai, Nissan, Toyota, Volkswagen, British Petroleum, Exxon Mobil, Xcellsis, US Department of Energy dan US Department of Transportation juga sudah bergabung ke dalam lembaga ini. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.8 Contoh Aplikasi sel bahan bakar pada segmen transportasi di Australia Sumber : http:en.wikipedia.orgwikiFile:Hydrogen_fuel_cell_bus.jpg  Telekomunikasi Saat ini, beberapa jaringan internet dan jaringan komunikasi yang lainnya juga menggunakan sel bahan bakar. Sel bahan bakar dibuktikan hampir 100 dapat diandalkan untuk penggunaan pada sektor telekomunikasi ini.  Power stations Energi listrik yang dibutuhkan oleh dunia ini semakin lama semakin meningkat. Di Amerika Serikat kebutuhan akan energi listrik meningkat kira - kira 2,4 IEA, 1997, dan di negara - negara berkembang kebutuhan akan energi listrik meningkat rata - rata 6 Khatib,1998. Sampai saat ini lebih dari 2500 sistem sel bahan bakar telah dipasang di rumah sakit, hotel, gedung perkantoran, dan sekolah – sekolah. Sistem ini dipasang pada daerah – daerah yang memang belum terjangkau oleh Universitas Sumatera Utara listrik. Selain itu sel bahan bakar ini memiliki kelebihan tidak menimbulkan polusi. Gambar 2.9 Fuel cell distributed power plant Sumber : http:peswiki.comindex.phpDirectory:How_Much_is_One_1_Megawa tt Gambar 2.9 menunjukkan sebuah power plant oleh Nedstack, diinstalasikan pada bulan Juli tahun 2011yang terdiri atas 12.600 stack sel bahan bakar dengan kapasitas 1MW.  Micro Power Beberapa kelebihan yang didapatkan apabila aplikasi sel bahan bakar diterapkan ke micro power antara lain adalah pengguna barang – barang elektronik dapat memperoleh kekuatan baterai yang jauh lebih kuat dengan teknologi sel bahan bakar, handphone dapat digunakan selama 30 hari tanpa recharging, laptop dapat digunakan selama 20 jam tanpa recharging. Beberapa keuntungan yang didapatkan dari penggunaan sel bahan bakar antara lain adalah : - Sel bahan bakar berpotensi untuk beroperasi pada tingkat efisiensi yang tinggi, - Terdapat banyak alternatif untuk bahan bakar, dan metode pendistribusian bahan bakar ke dalam sel bahan bakar, Universitas Sumatera Utara - Memiliki desain bentuk yang sangat presisi, - Tidak menghasilkan polusi - Tingkat perawatan yang cukup rendah karena sel bahan bakar tidak mempunyai bagian yang bergerak - Tidak perlu diisi ulang, dan menghasilkan daya langsung setelah dialirkan bahan bakar. Selain terdapat berbagai keuntungan dari sel bahan bakar ini, tentu saja juga terdapat beberapa kekurangan yang antara lain adalah : - Membutuhkan biaya yang cukup besar dikarenakan kebutuhan material dengan sifat – sifat tertentu. Namun saat ini sedang dikembangkan material yang membutuhkan biaya yang cukup kecil, termasuk didalamnya platinum dan Nafion, - Reformasi teknologi bahan bakar membutuhkan biaya yang besar dan membutuhkan tenaga untuk menjalankan sel bahan bakar. - Jika digunakan bahan bakar lain selain hidrogen untuk sel bahan bakar, maka performa dari sel bahan bakar akan berkurang seiring berjalannya waktu akibat dari korosi pada katalis dan sisa – sisa elektrolit.

2.6 Pemodelan sel bahan bakar mikro