Tugas Uts Fuel Cell
Post on 04-Mar-2016
44 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 1/26
TUGAS MAKALAH
KONVERSI ENERGI LISTRIK TEKNOLOGI FUEL CELL
Disusun Oleh :
Fajar Tri Wardana1206250134
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
2015BAB I
FUEL CELL
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 2/26
A. Pengert!n F"e# Ce##
Fuel cell merupakan suatu pembangkit listrik ang mengubah energi kimia
langsung menjadi listrik dengan menggunakan hidr!gen sebagai bahan bakarna dan!ksigen sebagai !ksidanna" Fuel cell ber#ungsi seperti batere aitu menghasilkan tegangan
listrik" Tegangan keluaran ang dihasilkan !leh fuel cell adalah tegangan searah" Tegangan
!utput berbeban dari satu sel fuel cell berkisar antara 0$%&$ lebih ke'il dari tegangan ang
dikeluarkan batere kering" (ambar diba)ah menunjukkan masukan dan keluaran dari bl!k
fuel cell.
*aakna sebuah baterai$ segala jenis #uel 'ell memiliki elektr!da p!siti# dan
negati# atau disebut juga kat!da dan an!da" +eaksi kimia ang menghasilkan listrik terjadi
pada elektr!da" ,elain elektr!da$ satu unit #uel 'ell terdapat elektr!lit ang akan memba)a
muatan-muatan listrik dari satu elektr!da ke elektr!da lain$ serta katalis ang akan
memper'epat reaksi di elektr!da" .mumna ang membedakan jenis-jenis #uel 'ell adalah
material elektr!lit ang digunakan" /rus listrik serta panas ang dihasilkan setiap jenis #uel
'ell merupakan pr!duk samping reaksi kimia ang terjadi di kat!da dan an!da"
arena energi ang dipr!duksi #uel 'ell merupakan reaksi kimia pembentukan air$
alat k!nersi energi elektr!kimia ini tidak akan menghasilkan e#ek samping ang
berbahaa bagi lingkungan seperti alat k!nersi energi k!nensi!nal misalna pr!ses
pembakaran pada mesin m!bil" ,edangkan dari segi e#isiensi energi$ penerapan #uel 'ell
1
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 3/26
pada baterai p!rtable seperti pada handph!ne atau lapt!p akan sepuluh kali tahan lebih
lama dibandingkan dengan baterai litium" Dan untuk mengisi kembali energi akan lebih
'epat karena energi ang digunakan bukan listrik$ tetapi bahan bakar berbentuk 'air atau
gas"
B. Prn$% Ker&!
G!'(!r 1. T!p!l!g Fuel ell
ara kerja suatu unit fuel cell dapat diilustrasikan dengan jenis 7F pr!t!n
e8'hange membrane fuel cell " 9enis ini adalah jenis fuel cell ang menggunakan reaksi
kimia paling sederhana" 7F memiliki empat elemen dasar seperti kebanakan jenis
fuel cell "
2
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 4/26
G!'(!r 2. rinsip kerja Fuel ell
ertama$ an!da sebagai kutub negati# fuel cell " /n!da merupakan elektr!da ang
akan mengalirkan elektr!n ang lepas dari m!lekul hidr!gen sehingga elektr!n tersebut
dapat digunakan di luar sirkuit" ada materialna terdapat saluran-saluran agar gas
hidr!gen dapat menebar ke seluruh permukaan katalis"
edua$ kat!da sebagai kutub elektr!da p!siti# fuel cell ang juga memiliki
saluran ang akan menebarkan !ksigen ke seluruh permukaan katalis" at!da juga
berperan dalam mengalirkan elektr!n dari luar sirkuit ke dalam sirkuit sehingga elektr!n-
elektr!n tersebut dapat bergabung dengan i!n hidr!gen dan !ksigen untuk membentuk air"
etiga$ elektr!lit" ang digunakan dalam 7F adalah membran pertukaran
pr!t!n pr!t!n e8'hange membrane;7" 7aterial ini berbentuk seperti plastik
pembungkus ang hana dapat mengalirkan i!n bermuatan p!siti#" ,edangkan elektr!n
3
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 5/26
ang bermuatan negai# tidak akan melalui membran ini" Dengan kata lain$ membran ini
akan menahan elektr!n"
eempat$ katalis ang digunakan untuk mem#asilitasi reaksi !ksigen danhidr!gen" atalis umumna terbuat dari lembaran kertas karb!n ang diberi selapis tipis
bubuk platina" ermukaan katalis selalu berp!ri dan kasar sehingga seluruh area permukaan
platina dapat di'apai hidr!gen dan !ksigen" *apisan platina katalis berbatasan langsung
dengan membran penukar i!n p!siti#$ 7"
ada ilustrasi 'ara kerja 7F$ diperlihatkan gas hidr!gen ang memiliki
tekanan tertentu memasuki fuel cell di kutub an!da" (as hidr!gen ini akan bereaksi dengan
katalis dengan d!r!ngan dari tekanan" etika m!lekul H
2 k!ntak dengan platinum pada
katalis$ m!lekul akan terpisah menjadi dua i!n+¿
H ¿
dan dua elektr!n −¿
e¿
" lektr!n
akan mengalir melalui an!da$ elektr!n-elektr!n ini akan membuat jalur di luar sirkuit fuel
cell dan melakukan kerja listrik$ kemudian mengalir kembali ke kutub kat!da pada fuel
cell "
Di sisi lain$ pada kutub kat!da fuel cell $ gas !ksigen O
2 did!r!ng gaa tekan
kemudian bereaksi dengan katalis membentuk dua at!m !ksigen" ,etiap at!m !ksigen ini
memiliki muatan negati# ang sangat besar" 7uatan negati# ini akan menarik dua i!n+¿
H ¿
keluar dari membran 7$ lalu i!n-i!n ini bergabung dengan satu at!m !ksigen dan
elektr!n-elektr!n dari luar sirkuit untuk membentuk m!lekul air H 2O"
ada satu unit fuel cell terjadi reaksi kimia ang terjadi di an!da dan kat!da" +eaksi
ang terjadi pada an!da adalah−¿ .
2 H 2→4 H +4e
¿ ,ementara reaksi ang terjadi pada
4
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 6/26
kat!da adalah
−¿→2 H 2O
+¿+4e¿
O 2+4 H ¿
" ,ehingga keseluruhan reaksi pada fuel cell adalah
2 H 2+O
2→2 H
2O
" <asil samping reaksi kimia ini adalah aliran elektr!n ang
menghasilkan arus listrik serta energi panas dari reaksi"
,atu unit fuel cell ini menghasilkan energi kurang lebih 0$% !lt" arena itu untuk
memenuhi energi satu baterai handph!ne atau menggerakkan turbin gas dan mesin m!bil$
dibutuhkan berlapis-lapis unit fuel cell dikumpulkan menjadi satu unit besar ang disebut
sebagai fuel cell sta'k"
C. Ke#e()!n F"e# Ce##
1" Tidak 7engeluarkan misi =erbahaa Zero Emission
,ebuah sistem fuel cell hana akan mengeluarkan uap air apabila memakai hidr!gen murni"
Tetapi ketika memakai hidr!gen hasil dari reforming hidr!karb!n;#!sil misal: batu bara$
gas alam$ dll maka harus dilakukan uji emisi untuk menentukan apakah sistem tersebut
masih dapat dikateg!rikan zero emission" 7enurut standar ang dikeluarkan United
Technologies Corporation .T pada tahun 2002$ maka sebuah sistem fuel cell dapat
dikateg!rikan zero emission ketika mengeluarkan emisi pen'emar udara ang sangat
rendah$ dengan kriteria sbb: >O8 ?@ 1 ppm$ ,O2 ?@ 1 ppm$ O2 ?@ 2 ppm"
T!(e# 1. misi en'emar .dara dari 9enis-9enis Fuel Cell =luestein$ 2002
5
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 7/26
atatan: 7 Polimer Electrolyte em!rane$ /F Posporic "cid Fuel Cell $ ,OF
#olid O$ide Fuel Cell $ 7F olten Car!onate Fuel Cell $ 1 lb p!n ? 0$45 kg" ,elain
itu$ sistem ini juga tidak mengeluarkan suara tidak berisik$ ke'uali suara dari beberapa
peralatan pendukung seperti p!mpa$ kipas$ k!mpres!r$ dll"
2" #isiensi Tinggi High efficiency
Oleh sebab fuel cell tidak menggunakan pr!ses pembakaran dalam k!nersi energi$ maka
e#isiensina tidak dibatasi !leh batas maksimum temperatur !perasi!nal tidak dibatasi !leh
e#isiensi siklus arn!t" <asilna$ e#isiensi k!nersi energi pada fuel cell melalui reaksi
elektr!kimia lebih tinggi dibandingkan e#isiensi k!nersi energi pada mesin kal!r
k!nensi!nal ang melalui reaksi pembakaran"
G!'(!r *. erbandingan #isiensi Fuel Cell dengan 7esin !nensi!nal mi'r!-ett"it$
0A;10;2006
3" epat 7engikuti erubahan embebanan %apid load follo&ing
6
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 8/26
Fuel cell memperlihatkan karakteristik ang baik dalam mengikuti perubahan beban"
,istem Fuel cell ang menggunakan hidr!gen murni dan digunakan pada sebagian besar
peralatan mekanik misal: m!t!r listrik memiliki kemampuan untuk meresp!n perubahan
pembebanan dengan 'epat"
4" Temperatur Operasi!nal +endah
,istem fuel cell sangat baik diaplikasikan pada industri !t!m!ti# ang ber!perasi pada
temperatur rendah" euntunganna adalah fuel cell hana memerlukan sedikit )aktu
pemanasan &armup time$ resik! !perasi!nal pada temperatur tinggi dikurangi$ dan
e#isiensi term!dinamik dari reaksi elektr!kimia lebih baik"
5" +eduksi Trans#!rmasi nergi
etika fuel cell digunakan untuk menghasilkan energi listrik maka #uel 'ell hana
membutuhkan sedikit trans#!rmasi energi$ aitu dari energi kimia menjadi energi listrik"
=andingkan dengan mesin kal!r ang harus mengubah energi kimia menjadi energi panas
kemudian menjadi energi mekanik ang akan memutar generat!r untuk menghasilkan
energi listrik" Fuel cell ang diaplikasikan untuk menggerakkan m!t!r listrik memiliki
jumlah trans#!rmasi energi ang sama dengan mesin kal!r$ tetapi trans#!rmasi energi pada
fuel cell memiliki e#isiensi ang lebih tinggi"
7
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 9/26
G!'(!r +. Trans#!rmasi nergi .ntuk eluaran nergi 7ekanik mi'r!-ett"it$
0A;10;2006
6" Waktu engisian <idr!gen ,ingkat
,istem fuel cell tidak perlu penetruman recharge laakna baterai" Tetapi sistem fuel cell
harus diisi ulang dengan hidr!gen$ dimana pr!sesna lebih 'epat dibandingkan
penetruman baterai" ,elain itu$ baterai tidak dapat dipasang dalam jumlah besar pada
mesin !t!m!ti# untuk meningkatkan per#!rman'e karena akan semakin menambah beban
pada kendaraan tersebut"
G!'(!r 5. ,tasiun engisian <idr!gen ,te#an (eiger$ 2004
8
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 10/26
D. Ke,"r!ng!n F"e# Ce##
1" <idr!gen
<idr!gen sulit untuk dipr!duksi dan disimpan" ,aat ini pr!ses pr!duksi hidr!gen masih
sangat mahal dan membutuhkan input energi ang besar artina: e#isiensi pr!duksi
hidr!gen masih rendah" .ntuk mengatasi kesulitan ini$ banak negara menggunakan
tekn!l!gi reforming hidr!karb!n;#!sil untuk memper!leh hidr!gen" Tetapi 'ara ini hana
digunakan dalam masa transisi untuk menuju pr!duksi hidr!gen dari air ang e#isien"
2" ,ensiti# pada !ntaminasi Bat-asing
Fuel cell membutuhkan hidr!gen murni$ bebas dari k!ntaminasi Cat-asing" Bat-asing ang
meliputi sul#ur$ 'ampuran sena)a karb!n$ dll dapat men!nakti#kan katalisat!r dalam #uel
'ell dan se'ara e#ekti# akan menghan'urkanna" ada mesin kal!r pembakaran dalam
internal com!ustion engine$ masukna Cat-asing tersebut tidak menghalangi k!nersi
energi melalui pr!ses pembakaran"
3" <arga atalisat!r latinum 7ahal
Fuel cell ang diaplikasikan pada industri !t!m!ti# memerlukan katalisat!r ang berupa
latinum untuk membantu reaksi pembangkitan listrik" latinum adalah l!gam ang jarang
ditemui dan sangat mahal" =erdasarkan surei ge!l!gis ahli .,/$ t!tal 'adangan l!gam
platinum di dunia hana sekitar 100 juta kg =ru'e T!nn and Das ,ujit$ 2001" Dan pada
saat ini$ diperkirakan tekn!l!gi fuel cell berkapasitas 50 kW memerlukan 100 gram
platinum sebagai katalisat!r DO$ 2000" 7isalkan penerapan tekn!l!gi fuel cell berjalan
baik meliputi: penghematan pemakaian platinum pada #uel 'ell$ pertumbuhan pasar #uel
'ell rendah$ dan permintaan platinum rendah maka sebelum tahun 2030 diperkirakan sudah
tidak ada lagi l!gam platinum /nna 7!nis ,hiple and +" >eal lli!tt$ 2004" .ntuk
itulah diperlukan penelitian untuk menemukan jenis katalisat!r alternati# ang memiliki
kemampuan mirip katalisat!r dari platinum"
9
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 11/26
4" embekuan
,elama ber!perasi$ sistem fuel cell menghasilkan panas ang dapat berguna untuk
men'egah pembekuan pada temperatur n!rmal lingkungan" Tetapi jika temperatur lingkungan terlampau sangat dingin -10 s;d -20 maka air murni ang dihasilkan akan
membeku di dalam fuel cell dan k!ndisi ini akan dapat merusak membran fuel cell Daid
eenan$ 10;01;2004" .ntuk itu harus didesain sebuah sistem ang dapat menjaga fuel cell
tetap berada dalam k!ndisi temperatur n!rmal !perasi"
G!'(!r -. Tes 7!bil =ermesin Fuel Cell pada !ndisi =ersalju
5" Tekn!l!gi Tinggi =aru
erlu dikembangkan beberapa material alternati# dan met!de k!nstruksi ang baru sehingga
dapat mereduksi biaa pembuatan sistem fuel cell harga k!mersial saat ini untuk
pembangkit listrik dengan #uel 'ell E4000;kW 9ait Drake$ 2A;03;2005"
10
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 12/26
Diharapkan dimasa depan dapat dihasilkan sebuah sistem fuel cell ang lebih k!mpetiti#
dibandingkan mesin bakar;!t!m!ti# k!nensi!nal harga saat ini: 20;kW dan sistem
pembangkit listrik k!nensi!nal harga saat ini: 1000;kW 7atthe) 7" 7en'h$
24;05;2001" Tekn!l!gi baru tersebut akan mampu menghasilkan reduksi biaa$ reduksi
berat dan ukuran$ sejalan dengan meningkatna kehandalan dan umur !perasi lifetimesistem fuel cell " enggunaan sistem fuel cell dalam industri !t!m!ti# minimal harus
memiliki umur !perasi 4"000 jam ekialen 100"000 mil pada ke'epatan 25 mil per jam
dan dalam industri pembangkit listrik minimal harus memiliki umur !perasi 40"000 jam
7atthe) 7" 7en'h$ 24;05;2001"
6" etiadaan Gn#rastruktur
Gn#rastruktur pr!duksi hidr!gen ang e#ekti# belum tersedia" Tersediana tekn!l!gimanu#aktur dan pr!duksi massal ang handal merupakan kun'i penting usaha
k!mersialisasi sistem fuel cell "
E. M!!' F"e# Ce## (er/!$!r,!n e#e,tr#tn!
Fuel 'ell dapat dibedakan berdasarkan Cat elektr!lit an digunakanna" =erikut
adalah beberapa jenis elektr!lit ang digunakan"
1" /F /lkaline Fuel ell$ menggunakan O< sebagai elektr!lit"
11
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 13/26
2" 7F r!t!n 8'hange 7embrane Fuel ell$ bekerja pada range suhu 50 -
100 H" menggunakan membrane p!limer elektr!lit"3" F !limer le'tr!lte Fuel ell$ bekerja pada suhu diba)ah 100 $ membran
p!limer sebagai elektr!litna" arena menggunakan lapisan tipis membran p!limer$ukuran se'ara kesulurahan sangatlah ke'il"
4" /F !sp!ri' /'id Fuel ell$ bekerja pada suhu 200 $ dan asam #!s#at
<3O4 sebagai elektr!litna"5" 7F 7!lten arb!nate Fuel ell$ bekerja pada suhu 650 $ dan elektr!lit ang
digunakan adalah garam karb!nat*i2O3$ 2O3$ dll dalam bentuk larutan"
-. ,OF ,!lid O8ide Fuel ell$ bekerja pada suhu 1000$ dengan keramik padat
misal$ BrO2 sebagai elektr!litna"
F. A%#,!$ %engg"n!!n "e# e##
,aat ini$ penerapan fuel cell sebagai sumber energi sudah banak digunakan di
seluruh belahan dunia$ antara lain pada mesin m!bil$ bus$ baterai p!rtable untuk
handph!ne$ lapt!p$ D/$ pembangkit energi listrik$ atau generat!r-generat!r pada gedung-
gedung$ rumah sakit$ bandara$ dan rumah tangga"
Di /merika ,erikat sudah digunakan sebagai bahan bakar kapal selam militer laut
>a .,/" Di 9epang digunakan !leh salah satu perusahaan !t!m!ti# ternama sebagai
tekn!l!gi pada m!bil hbrid terbaruna" ,ementara di Gnd!nesia$ pengembangan fuel cell
baru memasuki tahap pengembangan pembangkit listrik skala ke'il atau sekira 2 kW"
BAB II
BATERAI
A. Pengert!n (!ter! /!n $e&!r!)n!
12
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 14/26
=aterai merupakan alat elektr! kimia ang dibuat untuk mensuplai listrik ke sistem
starter mesin$ sistem pengapian$ lampu-lampu dan k!mp!nen kelistrikan lainna" /lat ini
menimpan listrik dalam bentuk energi kimia$ ang dikeluarkanna bila dierlukan dan
mensuplaina ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat ang memerlukanna"Di =aghdad pada tahun 1A30$ dari penemuan arti#ak kun! ang menemukan baterai
dalam bentuk sangat sederhana sederhana" <al ini menarik para penemuan untuk
pengembangan baterai serta 'ara pembuatan baterai" enemuan arti#ak di =aghdad tersebut
menunjukkan bah)a a)al mula ditemukanna baterai adalah di =aghdad di mana ilmu)an
Gslamlah ang mempunai k!ntribusi terbesar pada sejarah a)al perkembangan baterai"
>amun$ ang ter'atat se'ara pasti dalam sejarah adalah akni jenis-jenis baterai a)al ang
dibuat !leh manusia akni sel Daniell$ sel *e'lan'he$ dan sel aki"
ajian-kajian mendalam mengenai k!nsep dasar ang dikembangkan dengan
penelitian berkelanjutan akhirna menuju pada suatu hal ang semakin maju seperti ang
kita rasakan sekarang" !nsep-k!nsep dasar itu antara lain hantaran elektr!lit$ !ksidasi-
reduksi$ dan sel elektr!kimia" Hantaran ele'trolit men'akup kemampuan suatu larutan
untuk menghantarkan listrik akibat di'elupna dua buah elektr!da kat!da dan an!da"
O'sidasi(redu'si adalah suatu k!nsep untuk menatakan kemampuan suatu sel elektr!kimia
untuk mengadakan serah-tertima elektr!n" /dapun sel ele'tro'imia adalah sel ang mampu
mengubah energi listrik menjadi energi kimia atau sebalikna serta terdiri dari dua buah
elektr!da kat!da dan an!da ang di'elupkan pada suatu larutan elektr!lit dengan atau
tanpa jembatan garam"Dalam mengembangkan suatu penelitian khususna dalam hal baterai$ sangat perlu
untuk meneng!k akan sejarah penemuan dan pembuatan baterai karena dengan berbekal
sejarahlah sese!rang dapat mengembangkan sesuatu ang lebih maju dan in!ati#" ,ejarah
menjadi sebuah m!dal penting dalam perkembangan Caman" Dalam makalah ini$ akan
dibahas mengenai sejarah baterai a)al mula ditemukanna baterai serta dalam makalah
ini pula akan dibahas mengenai tiga jenis baterai ang lebih a)al ditemukan akni sel
Daniell$ sel *e'lan'he$ dan sel timbal-asam" g!!gle$artikel kimia=aterai ada dua tipe aitu baterai kering dan baterai basah" =aterai ang digunakan
untuk m!t!r$ m!bil maupun truk adalah baterai jenis basah" ada kendaraan se'ara umum
13
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 15/26
baterai ber#ungsi sebagai sumber energi listrik pada kendaraan$ namun bila kita amati lebih
detail maka #ungsi baterai adalah:
1" ,aat mesin mati sebagai sumber energi untuk menghidupkan asess!ris$ penerangan$dsb"
2" ,aat starter untuk mengidupkan sistem starter 3" ,aat mesin hidup sebagai stabiliser suplai listrik pada kendaraan$ dimana pada saat
hidup energi listrik bersumber dari alternat!r"
B. K'%nen B!ter!
Di dalam baterai m!bil terdapat elektr!lit asam sul#at$ elektr!da p!siti# dan negati#
dalam bentuk plat" lat-plat dibuat dari timah atau berasa dari timah" arena itu baterai
tipe ini sering disebut baterai timah" +uangan dalamna dibagi menjadi beberapa sel
biasana 6 sel$ untuk baterai m!bil dan di dalam masing-masing sel terdapat beberapa
elemen ang terendam dalam elektr!lit"
1. lemen =aterai
/ntara plat-plat p!siti# dan plat-plat negati# masing-masing dihubungkan
!leh plate strap pengikat plat terpisah" Gkatan plat-plat p!siti# dan negati# ini
dipasangkan se'ara berselang-seling ang dibatasi !leh separat!r dan #iberglass"
9adi satu kesatuan dari plat$ separat!r dan #iberglass disebut elemen baterai"
enusunan plat-plat seperti ini tujuanna memperbesar luas singgungan antara
bahan akti# dan elektr!lit$ agar listrik ang dihasilkan besar" Dengan kata lain
kapasitas baterai menjadi besar"(aa elektr!m!ti# 7 ang dihasilkan satu sel kira-kira 2$1 &$ pada
segala ukuran plat" arena baterai m!bil mempunai 6 sel ang dihubungkan se'ara
seri$ 7 !utput ang dihasilkan ialah kira-kira 12 &!lt"
2. lektr!lit
lektr!lit baterai ialah arutan asam sul#at dengan air sulingan" =erat jenis
elektr!lit pada baterai saat ini dalam keadaan pnuh ialah 1$260 atau 1$2I0 pada
temperatur 20H " erbedaan ini disebabkan perbandingan antara air sulingan
dengan asam sul#at pada masing-masing tipe berbeda" lektr!lit ang berat jenisna
14
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 16/26
1$260 mengandung 65J air sulingan dan 35J asam sul#at$ sedangkan elektr!lit
ang berat jenisna 1$3I0 mengandung 63J air sulingan dan 3%J asam sul#at"lekt!lit baterai adalah asam ang kuat$ sehingga dapat membakar kulit$
mata dan merusak pakaian" =ila elektr!lit mengenai kulit atau pakaian$ basuhlahsegera dengan air$ dan netralkan asam dengan 'ampuran s!da s!dium bi'arb!nate
K>a<O3L dan air" =ila asam mengenai mata$ bilaslah dengan air beberapa menit$
kemudian hubungilah d!kter"
*. !tak =aterai
Wadah ang menampung elektr!lit dan elemen baterai disebut k!tak baterai"
+uangan dalamna dibagi menjadi 6 ruangan atau sel" ada k!tak baterai terdapat
garis tanda permukaan atas dan ba)ah upper leel dan l!)er leel"
lat-plat p!sisina ditinggikan dari dasar dan diberi penekat$ tujuanna
agar tidak terjadi hubungan singkat apabila ada bahan akti# timah dan lain-lain
terjatuh dari plat"4" ,umbat &entilasi
,umbat entilasi adalah tutup untuk lubang pengisian elektr!lit" Di samping
itu untuk memisahkan gas hidr!gen ang terbentuk saat pengisian dan uap asam
sul#at di dalam baterai dengan 'ara membiarkan gas hidr!gen keluar le)at lubang
entilasi sedangkan uap asam sul#at mengembun pada tepian entilasi dan menetes
kembali ke ba)ah"
" 3en$43en$ B!ter!
1" >iD ni'kel-'admium batter ; >i'ad =aterai jenis ini merupakan generasi pertama" =erkapasitas besar$ baterai ini
'!'!k untuk p!nsel lama ang bertenaga besar" ,esuai dengan ukuran dan
kapasitasna" r!ses pengisian ulang pun 'ukup merep!tkan$ misalna pengisian
ulang harus dilakukan pada saat daa baterai benar-benar habis" arena baterai
>iD memiliki memory effect $ semakin lama kapasitasna akan menurun jika
pengisian belum benar-benar k!s!ng",ingkatan >iad adalah merek dagang terda#tar dari #"FT Corporation$
meski pr!duk ini umumna digunakan untuk menjelaskan seluruh baterai nikel-
kadmium" Di sisi lain$ singkatan >id berasal dari simb!l kimia dari nikel >i dan
15
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 17/26
kadmium d$ !leh karena itu jangan menjadi bingung dengan rumus kimia "
/da dua jenis baterai >id: disegel dan diberi entilasi
G!'(!r . !nt!h baterai >iD ni'kel-'admium batter ; >i'ad
2" >i7< >i'kel 7etal <dride(enerasi selanjutna dari baterai adalah >i7<" =aterai isi ulang ini masih
memiliki mem!r e##e't namun hana bersi#at sementara" 9adi lebih #leksibel
dibanding dengan >iD" .ntuk pengisian ulang baterai ini tidak perlu menunggu
benar-benar habis$ namun dengan k!nsekuensi akan terasa 'epat habis" >amun hal
ini hana berlangsung sementara$ saat habis isi kembali dan kemampuanna akan
kembali n!rmal lagi"embuangan baterai >i7< ang tidak benar menimbulkan bahaa
lingkungan kurang dari baterai >id karena tidak adana kadmium"
G!'(!r 6. !nt!h baterai >i7< >i'kel 7etal <dride
3" *i-G!n *ithium G!n
16
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 18/26
Dibanding dengan 2 generasi sebelumna$ tpe ini tidak lagi memiliki
mem!r e##e't" 9adi anda bisa mengisi ulang tanpa menunggu baterai habis" =aterai
*i-G!n memiliki Mli#e ''leN siklus hidup ang lebih pendek" =ahkan apabila
di'harges berlebihan baterai lithium i!n akan menurun kemampuanna dibanding
>iD atau >i7<"*ithium-i!n adalah salah satu jenis ang paling p!puler$ dengan salah satu
ang terbaik energ-t!-)eight rati!s $ tidak ada e#ek mem!ri $ dan lambat dalam
penurunan daa jika tidak digunakan" ,elain digunakan untuk peralatan elektr!nik$
baterai lithium-i!n ang semakin meningkat p!pularitasna juga dipergunakan
untuk pertahanan$ !t!m!ti#$ dan aplikasi ruang angkasa karena kepadatan energi
ang tinggi" >amun$ beberapa jenis perlakuan dapat menebabkan baterai lithium-
i!n k!nensi!nal dapat meledak"
G!'(!r 7. !nt!h baterai *i-G!n *ithium G!n
4" *i-p! *ithium p!lmer!limer i!n baterai-*ithium$ lithium i!n p!limer$ atau lebih umum baterai
lithium p!lmer disingkat *i-p!li$ *i-!l$ *i!$ *G$ *G atau *i adalah baterai
isi ulang baterai sel sekunder" =iasana baterai ini terdiri dari beberapa sel
sekunder ang identik di samping paralel untuk meningkatkan kemampuan debit
saat ini"Tipe ini telah bere!lusi dari tekn!l!gi baterai lithium-i!n " erbedaan
utama adalah bah)a lithium salt elektr!lit tidak ditempatkan dalam !rgani'
17
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 19/26
s!lent tetapi dalam p!limer padat k!mp!sit misalna p!lietilen !8ide atau
p!la'rl!nitrile " euntungan dari p!limer *i-i!n atas desain lithium-i!n
berp!tensi lebih rendah termasuk biaa pembuatan$ kemampuan beradaptasi
terhadap berbagai bentuk kemasan$ dan kekasaran" *ithium-i!n baterai p!limer
mulai mun'ul dalam peralatan elektr!nik k!nsumen sekitar tahun 1AA6" Gni generasi
paling baru dari baterai isi ulang" ,elain ramah lingkungan$ keunggulanna diatas
baterai *i-i!n$ untuk pera)atan baterai *ithium !lmer$ tak jauh berbeda dengan
*ithium G!n" >amun penangananna harus ekstra hati-hati mengingat si#atna ang
'ukup MliPuidN dengan tekanan 'ukup keras bisa menebabkan bentuk baterai
berubah"elemahan *i-p! justru mengharuskan kita mengisi ulang baterai jangan
sampai menunggu p!nsel mati dengan sendirina" /tau sebisa mungkin ketika
p!nsel memberikan peringatan baterai lemah" 9ika tidak$ p!nsel akan susah untuk
diakti#kan karena baterai belum pulih"5"
G!'(!r 7. !nt!h baterai *i-p!
*ithium p!lmer
D. Prn$% Ker&! B!ter!
=aterai adalah suatu pr!ses kimia
listrik$ dimana pada saat
pengisian;'as;charge energi listrik
diubah menjadi energi kimia dan saat
pengeluaran;discharge energi kimia
diubah menjadi energi listrik"
=ateraidalam hal ini adalah akiQ aki
m!bil;m!t!r;mainan terdiri dari sel-sel dimana tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 &$
artina aki m!bil dan aki m!t!r ang memiliki tegangan 12 & terdiri dari 6 sel ang
dipasang se'ara seri 12 & ? 6 8 2 & sedangkan aki ang memiliki tegangan 6 &
memiliki 3 sel ang dipasang se'ara seri 6 & ? 3 8 2 &" /ntara satu sel dengan sel
lainna dipisahkan !leh dinding penekat ang terdapat dalam bak =aterai$ artina tiap
18
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 20/26
ruang pada sel tidak berhubungan karena itu 'airan elektr!lit pada tiap sel juga tidak
berhubungan dinding pemisah antar sel tidak b!leh b!'!r atau merembes"Di dalam satu sel terdapat susunan pelat pelat aitu beberapa pelat untuk kutub
p!siti# antar pelat dipisahkan !leh kau$ eb!nit atau plastik$ tergantung tekn!l!gi angdigunakan dan beberapa pelat untuk kutub negati#" =ahan akti# dari plat p!siti# terbuat
dari !ksida timah '!klat bO2 sedangkan bahan akti# dari plat negati# ialah timah b
berp!ri seperti bunga karang" elat-pelat tersebut terendam !leh 'airan elektr!lit aitu
asam sul#at <2,O4"" R!ng!,!n D!#!' Pe'!,!!n D!n Peng$!n B!ter!
Re!,$ K'! %!/! B!ter!
=aterai merupakan pembangkitan listrik se'ara kimia" *istrik dibangkitkan akibat
reaksi kimia antara plat p!sitip$ elektr!lit baterai dan plat negatip" ,aat baterai
dihubungkan dengan sumber listrik arus searah maka terjadi pr!ses pengisian charge"
r!ses tersebut se'ara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:
lat R R lektr!lit R lat - lat R R lektr!lit R lat - b ,O4 R 2 <2O R b,O4 bO2 R 2<2,O4 R b
,aat sistem starter ber#ungsi maka energi listrik ang tersimpan di baterai akan mengalir
ke beban$ pr!ses ini sering disebut pr!ses peng!s!ngan dis'harge" r!ses peng!s!ngan
se'ara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:
lat R R lektr!lit R lat - lat R R lektr!lit R lat - b ,O4 R 2<2,O4 R b,O4 bO2 R 2 <2O R b
Dari reaksi kimia tersebut terdapat perbedaan elektr!lit baterai saat kapasitas
baterai penuh dan k!s!ng$ dimana saat baterai penuh elektr!li terdiri dari 2<2,O4$
sedangkan saat k!s!ng elektr!lit batarai adalah 2<2O"
R!ng,!!n n$t!#!$ %e'!,!!n (!ter!
1" +angkaian seriada +angkaian ,eri jika dua buah baterai di jumper menjadi satu rangkaian$
maka teganganna akan bertambah tetapi arusna tetap
19
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 21/26
2" +angkaian paralelada +angkaian aralel jika dua buah baterai di jumper menjadi satu$ maka
teganganna tidak bertambah tetap tetapi arusna bertambah"3" +angkaian seri parallel
ada +angkaian ,eri-aralel$ jika tiga buah baterai di jumper menjadi satu$
maka teganganna bertambah$ terakumulasi hana dua buah baterai dan arusna
pun bertambah lebih besar"
R!tng K!%!$t!$ B!ter!
nergi ang tersimpan dalam baterai harus 'ukup kuat untuk starter$ untuk itu baterai
harus terisi penuh" apasitas baterai menunjukkan jumlah listrik ang disimpan baterai
ang dapat dilepaskan sebagai sumber listrik" apasitas baterai dipengaruhi !leh ukuran
plat$ jumlah plat$ jumlah sel dan jumlah elektr!lit baterai" Terdapat 3 ukuran ang sering
menunjukkan kapasitas baterai$ aitu:
1" ranking urrent /mpere /apasitas baterai tergantung pada bahan plat ang bersinggungan dengan
larutan elektr!lit$ bukan hana jumlah plat tetapi besar ukuran luas permukaan
singgung pada plat ang akan menentukan kapasitasna" The Gnternasi!nal
standard memberikan nilai untuk 'apasitas baterai dengan ,/ ranking urrent
atau !ld ranking urrent / !ld ranking /mpere" >ilai / dari suatu
baterai adalah arus dalam ampere dari baterai ang diisi penuh sehingga dapat
memberikan arus untuk 30 detik pada 1I derajat elsius selama itu tetap menjaga
tegangan setiap sel 1"2 !lt atau lebih"2" +esere apa'it
apasitas laanan adalah banakna )aktu dalam menit pada baterai ang
diisi penuh dapat memberikan arus sebesar 25 ampere pada 2% derajat elsius
setelah sistim pengisian dilepas" Tegangan tidak b!leh turun diba)ah 1"%5 !lt per
sel 10"5 !lt t!tal untuk baterai 12 !lt" apasitas baterai adalah banakna arus
pada baterai ang diisi penuh dapat menediakan arus selama 20 jam pada 2%
derajat elsius$ tanpa penurunan tegangan tiap sel diba)ah 1"%5 !lt" ,ebagai
20
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 22/26
'!nt!h: ,ebuah =aterai ang se'ara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20
jam dinilai memiliki 60 /<" +umus menentukan kapasitas baterai adalah:
/< ? / amper 8 < 9am
9G, mende#inisikan kapasitas baterai sebagai jumlah listrik ang dilepaskan
sampai tegangan pengeluaran akhir menjadi 10$5 & dalam 5 jam" ,ebagai '!nt!h
baterai dalam keadaan terisi penuh dikeluarkan muatanna se'ara terus menerus 10
/ selama 5 jam sampai men'apai tegangan pengeluaran akhir 10$5 &" 7aka
kapasitas baterai ialah 50 /< 10 8 5 jam 1 O'"
F. Pe'er,$!!n D!n Per!8!t!n B!ter!Me'er,$! B!ter!
=aterai harus diperiksa se'ara peri!dik dan diuji kemampuanna" Terdapat 3
kel!mp!k pemeriksaan dan pengujian baterai ang sering dilakukan$ aitu:1" emeriksaan &isual2. emeriksaan elektr!lit dan keb!'!ran*. engujian =eban
Pe'er,$!!n V$"!# B!ter!
emeriksaan isual meliputi :1" !tak baterai :
!tak baterai sering mengalami kerusakan ang dapat didenti#ikasi se'ara
isual$ jenis kerusakan k!tak baterai antara lain: k!tak retak akibat benturan$
mengembang akibat !er 'harging$ b!'!r akibat keretakan atau mengembang2" ,el-sel baterai :
,el baterai sering mengalami gannguan aitu sell ang mengembang akibat !er
'harging maupun mengkristal dan sel ang r!nt!k karena getaran$ kualitas ang
kurang baik maupun usia baterai3" Terminal baterai dan k!nekt!r kabel:
Terminal baterai dan k!nekt!r merupakan bagian baterai ang sering mengalami
kerusakan$ bentuk kerusakan paling banak adalah k!r!si ang disebabkan !leh
uap elektr!lit baterai maupun panas akibat kenekt!r kend!r atau k!t!r 4" 9umlah elektr!lit:
9umlah elektr!lik perlu diperiksa se'ara peri!di'" =ila pengisian berlebihan
!er 'harging maka elektr!lit 'epat berkurang karena penguapan berlebihan"
emeriksaan jumlah elektr!lit dapat dilakukan dengan 'epat karena k!tak dibuat
21
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 23/26
dari plasti' ang tembus pandang" 9umlah elektr!lit harus berada diantara garis
.pper *eel dan *!)er *eel"5" abel =aterai:
abel baterai dialiri arus ang sangat besar$ saat mesin distarter besar arus
dapat men'apai 250 500 /$ tergantung dari daa m!t!r starter$ dengan arus
sebesar itu kabel akan panas" anas pada kabel menebabkan elasitas kabel
menurun$ is!lat!r muda pe'ah dan terkupas$ hal ini terjadi terutama pada
is!lat!r dekat dengan terminal baterai"6" emegang =aterai:
emengang baterai harus dapat mengikat baterai dengan kuat agar g!n'angan
baterai dapat dihindari$ sehingga usia baterai dapat lebih lama" (angguan pada
pemegang baterai antara lain kend!r akibat mur pengikat karat untuk itu
lindungi mur dengan meng!leskan aselin; grease"
BAB III
PENUTUP
22
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 24/26
Dalam #uel 'ell terdapat pr!ses elektr!kimia ang merubah hidr!gen menjadi air"
r!ses ang terjadi adalah hidr!gen masuk ke dalam #uel 'ell lalu berdi#usi$ menghilangkanelektr!n dengan katalis dan mele)ati mebran agar dapat bereaksi dengan !ksigen ang
berasal di alam$ sehingga akan membentuk air murni H
2O
"
/plikasi #uel 'ell sebagai sumber energi dapat digunakan pada mesin m!bil$ bus$
baterai p!rtable untuk handph!ne$ lapt!p$ D/$ pembangkit energi listrik$ atau generat!r-
generat!r pada gedung-gedung$ rumah sakit$ bandara$ dan rumah tangga"
=aik baterai maupun #uel 'ell memiliki kelebihan dan kekuranganna masing-
masing menurut aplikasina pada bidang tertentu"
DAFTAR PUSTAKA
23
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 25/26
=atan"2012" Prospe' etanol untu' )ahan )a'ar " Diakses dari
http:;;)))"batan"g!"id;mediakita;'urrent;mediakita"phpSgr!up?/rtikel
J20*epasartikel?tk1hlm?1 pada tanggal 1A 7ei 2013
her!n" 2013" Fuel Cells" Diakses dari
http:;;)))"'her!n"'!m;delieringenerg;#uel'ells; pada tanggal 1A 7ei 2013
,D7" 2011" Hand!oo' of Energy* Economics #tatistics of +ndonesia" Diakses dari
)))"esdm"g!"id pada tanggal 1A 7ei 2013
7artaningtas$ De)i" 2005" Energi Hi,au )erlim!ah Uap "ir " diakses dari
http:;;)))"energi"lipi"g!"id;utama"'giSartikel1111012AA%6 pada tanggal 1A 7ei 2013
Temp!" 2012" engapa Emisi -ar!on unia Harus ite'an/. Diakses dari
http:;;)))"temp!"'!;read;ne)s;2012;11;26;06144412A;7engapa-misi-arb!n-Dunia-<arus-Ditekan pada tanggal 1A 7ei 2013
7atthe) 7" 7en'h$ ha!-ang Wang and ,te#an T" Thnell"$ "n +ntroduction to Fuel
Cells and %elated Transport Phenomena$ Dept !# 7e'hani'al and >u'lear ngineering$
ennslania ,tate .niersit$ .,/$ pp: 3 4$ 24;05;2001
Daid eenan$ Fuel Cell Companies$ 7innes!ta Futurists Finan'ial Futures ,G($ .,/$
10;01;2004"
9ait Drake$ Fuel Cells0 Concept Today1 Practical Tomorro&/$ (illette Te'hni'al enter
>eedham$ 2A;03;2005"
/nna 7!nis ,hiple and +" >eal lli!tt$ #tationary Fuel Cells0 Future Promise1 Current
Hype1 "merican Council for an Energy(Efficient Economy$ Washingt!n D"$ 7ar'h 2004"
=ru'e T!nn and Das ,ujit$ "n "ssessment of Platinum "aila!ility for "danced Fuel Cell
3ehicles$ Oak +idge$ Tenn": Oak +idge >ati!nal *ab!rat!r$ 2001"
.nited Te'hn!l!gies !rp!rati!n$ )enefits of the PC 24 Fuel Cell Po&er Plant $ ,!uth
Winds!r !nn": .nited Te'hn!l!gies !rp!rati!n$ 2002"
24
7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 26/26
=luestein$ 9!el nerg and nir!nmental /nalsis$ Gn'"$ ers!nal !mmuni'ati!n$
O't!ber 2002"
,te#an (eiger$ Fuel Cells in "ustria1 +taly and #&itzerland 5 " #urey of current eelopments$ 2004"
top related