Pengaruh Bahan Bakar Terhadap Arus dan Tegangan yang Dihasilkan oleh Polymer Electrolite Membrane Fuel Cell yang Terintegrasi dengan Gasifier Sampah Organik

Abstract

Saat ini, kebutuhan bahan bakar fosil semakin meningkat dan ketersediannya semakin menipis. Oleh karena itu, dibutuhkan bahan bakar alternatif seperti Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). Teknologi ini mampu mengkonversi hidrogen yang dihasilkan dari biomasa melalui proses gasifikasi, menjadi sumber energi listrik. Akan tetapi, kinerja PEMFC sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah kualitas bahan bakar yang digunakan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kualitas bahan bakar terhadap kinerja PEMFC yang terintegrasi dengan Fixed Bed Updraft Gasifier.  Bahan baku yang digunakan pada proses gasifikasi adalah biomasa berupa tempurung kelapa yang diproses di dalam gasifier menghasilkan syn gas, untuk kemudian dimasukkan ke dalam PEMFC dengan variabel syn gas yang dimurnikan maupun tanpa pemurnian, serta hidrogen murni sebagai kontrol. Peralatan yang digunakan adalah satu set alat Fixed Bed Updraft Gasifier yang diintegrasikan dengan PEMFC. Tahap awal pengujian adalah proses gasifikasi tempurung kelapa di dalam gasifier menghasilkan syn gas yang akan langsung ditampung di dalam gas holder. Pengujian berikutnya dilakukan dengan cara yang sama, tetapi syn gas tersebut kemudian dimurnikan melalui satu set peralatan cyclone, filter, scrubber, dan condensor. Produk syn gas tersebut kemudian dimasukkan ke dalam PEMFC dengan pompa serta adanya penambahan oksigen menggunakan blower. Sebagai kontrol, dilakukan pengujian menggunakan hidrogen murni sebagai bahan baku PEMFC dengan laju alir 2,5 liter/menit dan  tekanan gas 2 kg/cm². Analisa dilakukan dengan indikator arus dan tegangan untuk mengethaui daya yang dihasilkan dari Fuel Cell. Hasil penelitian menunjukkan bahwa syn gas hasil gasifikasi dapat digunakan sebagai bahan bakar PEMFC, namun arus dan tegangan yang dihasilkan sangat kecil. Untuk syn gas hasil pemurnian, arus yang dihasilkan sebesar 0,1 Ampere dan Tegangan 1 Volt dan lampu indikator bisa menyala agak redup. Hasil ini berbeda dengan pengujian menggunakan bahan bakar gas hidrogen murni, dimana mampu menghasilkan arus sebesar 1,4 Ampere dan tegangan 7 volt, serta lampu indikator bisa menyala dengan terang. Sementara untuk syn gas tanpa pemurnian, arus dan tegangan yang dihasilkan sangat kecil sehingga tidak terbaca oleh indikator.

 Kata kunci : Proton Exchange Membrane Fuel Cell, Fixed-Bed Updraft Gasifier, Syn Gas, Hidrogen, Listrik

Abstrack

Alternative fuels such as the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). This technology is able to convert hydrogen produced from biomass through a gasification process, into a source of electrical energy. However, PEMFC's performance is strongly influenced by several factors, including the quality of the fuel used. The purpose of this study was to determine the effect of fuel quality on PEMFC performance integrated with the Fixed Bed Updraft Gasifier. The raw material used in the gasification process is biomass in the form of a coconut shell which is processed in the gasifier to produce syn gas, to then be incorporated into PEMFC with a variable syn gas that is purified or without purification, and pure hydrogen as a control. The equipment used is a set of Fixed Bed Updraft Gasifier tools that are integrated with PEMFC. The initial stage of testing is the process of gasification of the coconut shell in the gasifier to produce syn gas which will be directly accommodated in the gas holder. Subsequent tests were carried out in the same way, but the syn gas was then purified through a set of cyclone equipment, filters, scrubbers, and condensers. The syn gas product is then put into PEMFC with a pump and the addition of oxygen using a blower. As a control, testing was conducted using pure hydrogen as PEMFC raw material with a flow rate of 2.5 liters / minute and a gas pressure of 2 kg / cm2. Analysis is carried out with current and voltage indicators to determine the power generated from the Fuel Cell. The results showed that the syn gas produced from gasification can be used as PEMFC fuel, but the current and voltage produced are very small. For syn gas purification results, the resulting current is 0.1 Ampere and 1 Volt Voltage and the indicator light can be lit somewhat dimly. This result is different from testing using pure hydrogen gas fuel, which is able to produce a current of 1.4 Amperes and a voltage of 7 volts, and the indicator lights can be lit brightly. While for syn gas without purification, the current and voltage produced are so small that they cannot be read by indicators.

Keywords: Proton Exchange Membrane Fuel Cell, Fixed-Bed Updraft Gasifier, Syn Gas, Hydrogen, Electricity