Fuel Cell Stack (bagian 2-habis)

2. Bahan Material Fuel Cell Stack

Empat kemungkinan bahan sel menurut studi DTI yaitu:
• Unitized stainless steel (unitized stainless steel)
• Tiga potong stainless steel (three-piece stainless steel)
• Amorphous karbon (amorphous carbon)
• Karbon-komposit polimer (carbon-polymer composite)

Tiga potong stainless steel sel banyak dipilih karena diperkirakan memiliki umur pemakaian jangka panjang.


3. Tipe Saluran Fuel Cell Stack

Aliran plate biasanya memiliki arus hubungan pada permukaan. Bentuk saluran mungkin berbeda pada anoda dan katoda. Arus pada arah elektroda mungkin juga berbeda dengan satu sama yang lain. Selain itu juga untuk aliran searah, aliran berlawanan arah dan juga pola aliran-aliran yang lain. Pemilihan dan optimasi yang bentuk bidang aliran dari dua kutub plate sangat mempengaruhi kinerja dari PEMFC, khususnya melalui pengolahan air dan distribusi gas ke elektroda.

Di samping itu pemilihan bentuk dasar, yang merekat dari saluran dan rangka stack dan juga di daerah antara saluran harus dipertimbangkan. Besarnya saluran akan mempengaruhi rangka stack efektifitas gas difusi dan pengaturan air khususnya pada katoda.

a. Saluran berbentuk berkelok-kelok

Gambar 6  The Serpentine Channel Geometry

Salah satu jenis saluran yang sederhana banyak digunakan di prototipe sel dimana satu-satunya bentuk saluran yang berkelok-kelok (Gambar 6). Jenis saluran ini hanya ada satu jalan untuk aliran gas di saluran plate, dan banyak air yang terkumulasi dalam saluran itu sehingga dengan cepat didorong keluar dari dalam sel. Perlu diperhatikan bahwa, ketika gas masuk melalui saluran sel dari tumpukan yang terhubung dalam konfigurasi paralel ada beberapa jalur untuk aliran gas.

b. Saluran berbentuk konfigurasi paralel lurus dan berkelok-kelok

Gambar 7  The Parallel Channels Geometry

Gambar 8  The Parallel Serpentine Channels Geometry

Saluran berbentuk konfigurasi paralel lurus atau berkelok-kelok (gambar 7 dan 8) mempunyai keuntungan yang memungkinkan tekanan rendah yang hilang dalam satu saluran. Sedangkan kerugiannya adalah banyak bagian plate yang berbeda arah aliran sehingga dapat mengakibatkan distribusi air tidak efektif karena adanya kemungkinan arus distribusi yang tidak merata di dalam saluran paralel tersebut. Bila saluran paralel digunakan, biasanya jumlah tiap-tiap saluran besar akan melintasi bagian dari setiap saluran yang kecil dan saluran yang melintasi kumpulan distribusi aliran yang besar. Dalam stack yang kecil, pasokan udara ke katoda mungkin harus dicapai oleh konveksi udara bebas atau dengan bantuan sebuah kipas kecil.

c. Saluran berbentuk putus-putus

Gambar 9   The Discontinuous Channels Geometry

Saluran terputus-putus (gambar 9) telah diusulkan sebagai solusi yang baik untuk peningkatan difusi gas di lapisan difusi. Dari jenis ini, saluran yang terputus-putus akan mendorong gas ke dalam lapisan difusi dan memfasilitasi pemindahan air. Transportasi gas di dalam lapisan difusi harus dipaksa karena tidak bisa melakukan konveksi bebas.

d. Saluran berbentuk spiral

Gambar 10   Spiral Channel Geometry

Saluran bentuk spiral (gambar 10) mengeluarkan air dari satu bentuk saluran yang mempunyai keuntungan yaitu saluran tersebut berisi air bersih dan kotor dalam gas katode yang berdampingan. Hal ini berpotensi untuk menghasilkan distribusi oksigen dan air yang banyak hanya dengan satu lintasan berkelok.

C. Aplikasi Fuel Cell Stack

Aplikasi Fuel Cell Stack biasanya digunakan pada kendaraan. Berikut contoh pemanfaatan Fuel Cell Stack pada kendaraan :

1. Nissan Motor

Nissan Motor Co., Ltd memperkenalkan generasi terbaru fuel cell stack produksi terakhir tahun 2011. Fuel cell stack tersebut ditujukan untuk digunakan oleh Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV). Hadirnya teknologi terkini tersebut merupakan bagian dari pengembangan perusahaan untuk mewujudkan emisi nihil dari gas buang kendaraan.

Melalui perbaikan MEA (Membrane Electrode Assembly) dan pemisah jalur aliran, yang membentuk struktur dari fuel cell, Nissan secara signifikan meningkatkan kekuatan fuel cell stack sampai 2,5 kali lebih besar dibandingkan dengan model 2005 dan menjadikannya teknologi ini yang terbaik di dunia 2,5 kW per liter.

Gambar 11  Fuel Cell Stack PT Nissan Motor

2. Honda FC Sport

Mobil Honda FC Sport ini adalah mobil sport dari Honda yang menggunakan teknologi Hydrogen Fuel Cell yaitu menggunakan hidrogen sebagai bahan bakarnya. Mobil ini memiliki  peforma tinggi sekaligus ramah lingkungan. Tidak ada emisi berbahaya yang muncul dari ujung knalpot mobil seperti ini.

Berbekal teknologi ini FC Sport menjadikan mobil dengan pusat gravitasi rendah, dengan kinerja motor listrik mumpuni dan emisi nol.

Gambar 12   Fuel Cell Stack pada Honda FC Sport

Fuel-cell stack diletakkan di antara kursi belakang dan battery pack di bagian bawah tengah-tengah mobil. Motor listrik dekat gardan belakang. Dua tangki bahan bakar yang terlihat dari bagian atas letaknya diatas gardan belakang.


Daftar Pustaka

Dicks A., and  Larminie J. Fuel Cell Systems Explained (2002) (second) (428)
http://www.ashieoktabiz.com
http://www.auto-carco.com
http://www.hmtkupnyogya.files.wordpress.com/desain-fuel-cell-stack.pdf 
http://www.puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/
http://www.scribd.com/Fuel-cell-2.pdf



Disusun oleh:
Astsari Abdul Majid (I0508028)
Dhani Prasetyo         (I0508032)
Roihan Firdausi        (I0508063)
Kiki Wijaya              (I0508100)