Description
|
Kenaikan harga bahan bakar minyak (BBM) memberi dampak yang sangat besar pada kehidupan masyarakat karena memengaruhi semua aspek kehidupan, terutama harga kebutuhan pokok dan transportasi. Bidang energi mendapat perhatian dari pemerintah karena berperan penting dalam pembangunan nasional. Kemampuan memenuhi kebutuhan energi sendiri adalah suatu hal penting. Salah satu upaya adalah dengan mencari pembangkit energi terbarukan yang ramah lingkungan. Untuk itu, fuel cell (sumber energi hidrogen) memiliki kriteria sebagai energi alternatif. Sumber energi hidrogen memiliki karakteristik yang berbeda dengan energi konvensional karena energi hidrogen dihasilkan dari proses elektrolisis kimia. Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) merupakan fuel cell yang elektrolitnya adalah bahan polimer dengan keunggulan kerapatan energi besar, emisi sangat rendah, bekerja pada temperatur rendah (±80°C), kemudahan bahan bakar, efisiensi tinggi (±60%), ringan dan waktu penggunaan lebih lama dibandingkan dengan teknologi baterai. Komponen utama sebuah stack PEMFC adalah membran, elektroda, dan bipolar pelate. Membran merupakan jantung dari PEMFC sangat tergantung pada Nafion, sangat mahal dan kontribusinya 45% dari total harga stack PEMFC. Telah banyak dilakukan usaha untuk mengganti Nafion dengan membran lain, salah satunya adalah membran Fision yang merupakan hasil penelitian Pusat Penelitian Fisika LIPI. Adapun tujuan penelitian adalah mengembangkan membran Fision untuk dijadikan membran utama stack fuel cell kapasitas 100 Watt. Sasaran tahun 2008 adalah pembuatan polistiren tersulfonasi (sPS) dalam jumlah besar dan membran berbasis polistiren tersulfonasi (membran Fision) dengan ukuran besar. Sasaran tahun 2009 membuat contoh produk fuel cell dengan luas aktif 3x3 cm2; tahun 2010 contoh produk fuel cell berbasis membran Fision kapasitas 100 Watt; pada tahun 2011 produk stackfuel cell berbasis membran Fision dengan daya 100 mA/cm2 pada tegangan 0,50-0,70 V untuk kapasitas 100 Watt. Bahan untuk pembuatan membran terdiri atas polystyrene bimodal (PSBM) dan high impact polystyrene (HIPS), sulfuric acid fuming SO3 65%, methanol, ethyl acetate, chloroform, PE-g-MAH, benzimidazol, aceton, xylene, oluene, nafion solution, gas diffusion electrode (GDE), gas N2, N2 cair, Nafion 117, dan kain Teflon. Adapun bahan untuk stack adalah MEA membran Nafion 117, MEA membran Fision, pelat separator, current collecter dari tembaga, flexi glass, mur baut stainless steel, lem konduktif, dan kain silikon. Sementara bahan untuk pembuatan separator meliputi grafit lokal dan grafit khusus untuk fuel cell. Untuk karakterisasi membran diperlukan FTIR spektrofotometer, TEM, mikroskop optik, TGA, XRD, alat pengukur konduktivitas ionic, dan elektrik. Proses pembuatan membran dilakukan dengan metode fabrikasi dan pembuatan MEA menggunakan metode hot press pada suhu dan tekanan yang terkontrol. Contoh produk pelat separator dibuat dengan sistem single input dan double input, adapun stack fuel cell dibuat dengan kompresi terkontrol. Uji performa stack yang telah dibuat dilakukan dengan menambahkan beban, melalui pendekatan termodinamika dan kinetika. Kesimpulan penelitian adalah telah dihasilkan fuel cell dengan luas aktif 3x3 cm2 dengan sistem double input untuk fuel hidrogen mampu meningkatkan rapat arus dan rapat daya 3 kali lipat pada operasi 0.50 Volt. (2011)
|