Fuel cell Jenis – Jenis Sel bahan bakar

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fuel cell

Sel bahan bakar fuel cell adalah sebuah alat yang mirip dengan baterai, tetapi berbeda karena dia dirancang untuk dapat diisi terus reaktannya yang terkonsumsi; yaitu dia memproduksi listrik dari penyediaan bahan bakar hidrogen dan oksigen sebagai pengikat gas buang. Hal ini berbeda dengan energi internal dari baterai. Sebagai tambahan, elektrode dalam baterai bereaksi dan berganti pada saat baterai diisi atau dibuang energinya, sedangkan elektrode sel bahan bakar adalah katalitik dan relatif stabil [6] . Reaktan yang biasanya digunakan dalam sebuah sel bahan bakar adalah hidrogen di sisi anode dan oksigen di sisi katode sebuah sel hidrogen. Biasanya, aliran reaktan mengalir masuk dan produk dari reaktan mengalir keluar. Sehingga operasi jangka panjang dapat terus menerus dilakukan selama aliran tersebut dapat dijaga kelangsungannya. Sel bahan bakar dianggap sangat menarik dalam aplikasi modern karena efisiensi tinggi dan penggunaan bebas-emisi, berlawanan dengan bahan bakar umum seperti metana atau gas alam yang menghasilkan karbon dioksida. Satu- satunya hasil produk dari bahan bakar yang beroperasi menggunakan hidrogen murni adalah uap air, namun ada kekhawatiran dalam proses pembuatan hidrogen yang menggunakan banyak energi. Memproduksi hidrogen membutuhkan carrier hidrogen biasanya bahan bakar fosil, meskipun air dapat dijadikan alternatif, dan juga listrik, yang diproduksi oleh bahan bakar konvensional. Meskipun sumber energi alternatif seperti energi angin dan surya dapat juga digunakan, namun sekarang ini mereka sangat mahal.

2.2 Jenis – Jenis Sel bahan bakar

Sel bahan bakar diklasifikasikan berdasarkan atas jenis dari elektrolit yang digunakan. Klasifikasi ini menentukan jenis reaksi kimia yang terjadi di Universitas Sumatera Utara dalam sel, jenis katalis yang diperlukan, batas temperatur dimana sel tersebut bekerja, bahan bakar yang dibutuhkan, dan faktor – faktor lainnya. Adapun sel bahan bakar hingga saat ini terbagi menjadi 7 klasifikasi utama antara lain : 1. Polymer Electrolyte Membrane PEM 2. Direct methanol 3. Alkaline 4. Phosporic acid 5. Molten carbonate 6. Solid oxide 7. Regenerative Proton Exchange Membrane PEM lebih dikenal sebagai PolymerElectrolyte Membranemenyalurkan berat jenis yang inggi dan menawarkan keuntungan pada berat dan volume yang rendah, dibandingkan dengan sel bahan bakaryang lainnya. Sel bahan bakar PEM menggunakan polimer solid sebagai elektrolit dan elektroda karbon yang mengandung katalis platinum. PEM membutuhkan hanya hydrogen, oksigen dari udara, dan air untuk beroperasi dan tidak memerlukan cairan korosif. Gambar 2.1 Aliran hidrogen dan oksigen di dalam sel bahan bakar PEM Sumber: http:www.nist.govmmlmsedfunctional_polymerfuelcell.cfm. Direct methanol fuel cell DMFC digerakkan menggunakan methanol murni, yang dicampur dengan uap dan dialirkan secara langsung ke anoda dari Universitas Sumatera Utara pada sel bahan bakar. DMFC ini tidak mempunyai permasalahan tempat penyimpanan seperti sel bahan bakar lain pada umumnya. Alkaline fuel cell adalah salah satu dari teknologi sel bahan bakar yang dikembangkan, dan merupakan yang pertama digunakan secara luas untuk program penghasil energi listik dan air pada pesawat luar angkasa oleh NASA. Sel bahan bakar ini menggunakan potasium hidroksida dalam air sebagai elektrolit dan dapat menggunakan beberapa jenis dari metal sebagaikatalis pada anoda dan katoda. Phosporic Acid Fuel Cell PAFC menggunakan cairan asam fosfor sebagai elektrolit dan elektroda besi karbon yang mengandung katalis platinum. PAFC ini lebih dikenal sebagai generasi pertama dari sel bahan bakar modern. PAFC lebih toleran terhadap ketidakmurnian dari pada bahan bakar yang telah diubah menjadi hidrogen dari pada Sel bahan bakar PEM. Molten Carbonate Fuel Cell MCFC saat ini sedang dikembangkan untuk gas natural dan batubara untuk kegunaan elektrik, industri, dan aplikasi militer. MCFC adalah sel bahan bakar yang bekerja pada temperatur tinggi yang menggunakan elektrolit yang terdiri dari molten carbonate saltmixture, lithium aluminium oksida LiAlO2 . Solid Oxide Fuel Cell SOFC menggunakan bahan keramik yang keras dan tidak mudah berkarat sebagai elektrolit. 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 airsebagai bahan bakar, seperti sel bahan bakar lainnya. Regenerative fuel cell juga dapat menggunakan elektrolisadari solar power atau sumber lainnyauntuk membagi kelebihan air menjadibahan bakar hidrogen dan oksigen. Selbahan bakar jenis ini sedangdikembangkan oleh NASA danperusahaan lainnya. Universitas Sumatera Utara

2.3 Polymer Exchanger Membrane Fuel Cell