Laporan Resmi Fuel Cell

I.

Judul Percobaan

: Pembuatan Fuel Cell Sederhana

II.

Hari, Tanggal Percobaan

:

III.

Selesai Percobaan

:

IV.

Tujuan Percobaan

: Mengetahui pembuatan cara kerja fuel cell sederhana

V.

Tinjauan Pustaka

:

1. Fuel Cell

Fuel cell adalah alat konversi energi elektrokimia yang akan mengubah hidrogen dan oksigen menjadi air, secara bersamaan menghasilkan energi listrik dan panas dalam  prosesnya. fuel cell merupakan suatu bentuk teknologi sederhana seperti baterai yang dapat diisi bahan bakar untuk mendapatkan energinya kembali, dalam hal ini yang menjadi bahan bakar adalah oksigen dan hidrogen (Wibowo, 2013). Layaknya sebuah baterai, segala jenis fuel cell memiliki elektroda positif dan negatif atau disebut juga katoda dan anoda. Reaksi kimia yang menghasilkan listrik terjadi pada elektroda. Selain elektroda, satu unit fuel cell terdapat elektrolit yang akan membawa muatan-muatan listrik dari satu elektroda ke elektroda lain, serta katalis yang akan mempercepat reaksi di elektroda. Umumnya yang membedakan jenis-jenis fuel cell adalah material elektrolit yang digunakan. Arus listrik serta panas yang dihasilkan setiap jenis fuel cell merupakan produk samping reaksi kimia yang terjadi di katoda dan anoda (Dame, 2003). Alat yang sejenis fuel cell yang sering kita jumpai adalah baterai. baterai yang mempunyai komponen2 kimia sebagai penyusunnya, akan mengubah energi kimia tersbut menjadi energi listrik. akan tetapi energi baterai akan habis dan untuk mendapatkan energi lagi kita harus menggantinya dengan baterei yang baru atau me recharge ulang baterei tersebut.Dengan fuel cell, sumber energi akan terus ada selama kita mengisi bahan bakar fuel cell tersebut. senyawa kimia yang paling banyak dipakai dalam fuel cell adalah hidrogen dan oksigen. kedua senyawa tersebut dipilih karena kelimpahannya di alam sangat banyak ban yak (Scoot, 2004). Umumnya yang membedakan jenis-jenis fuel cell adalah material elektrolit yang digunakan. Arus listrik serta panas yang dihasilkan setiap jenis fuel cell merupakan  produk samping reaksi kimia yang terjadi di katoda dan anoda (Scoot, 2004).

Karena energi yang diproduksi fuel cell merupakan reaksi kimia pembentukan air, alat konversi energi elektrokimia ini tidak akan menghasilkan efek samping yang  berbahaya bagi lingkungan seperti alat konversi energi konvensional (misalnya proses  pembakaran pada mesin mobil). Sedangkan dari segi efisiensi energi, penerapan fuel cell pada baterai portable seperti pada handphone atau laptop akan sepuluh kali tahan lebih lama dibandingkan dengan baterai litium. Dan untuk mengisi kembali energi akan lebih cepat karena energi yang digunakan bukan listrik, tetapi bahan bakar berbentuk cair atau gas (Wibowo, 2013). 

Cara kerja fuel cell

Pertama, anoda sebagai kutub negatif fuel cell. Anoda merupakan elektroda yang akan mengalirkan elektron yang lepas dari molekul hidrogen sehingga elektron tersebut dapat digunakan di luar sirkuit. Pada materialnya terdapat saluran-saluran agar gas hidrogen dapat menyebar ke seluruh permukaan katalis.Kedua, katoda sebagai kutub elektroda positif fuel cell yang juga memiliki saluran yang akan menyebarkan oksigen ke seluruh permukaan katalis. Katoda juga berperan dalam mengalirkan elektron dari luar sirkuit ke dalam sirkuit sehingga elektron-elektron tersebut dapat bergabung dengan ion hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.Katalis yang digunakan untuk memfasilitasi reaksi oksigen dan hidrogen. Katalis umumnya terbuat dari lembaran kertas karbon yang diberi selapis tipis bubuk platina. Permukaan katalis selalu berpori dan kasar sehingga seluruh area permukaan platina dapat dicapai hidrogen dan oksigen (Wibowo, 2013) 

Keunggulan F uel Cell Hidrogen

Keunggulan penerapan sumber energi alternatif hydro fuel cell antara lain tidak  bising karena tidak terdapat komponen bergerak, tidak polutan (tidak beracun, tidak

 berbau) karena sekresi (zat buangan) yang ditimbulkan adalah H2O alias unsur air, dan memiliki efisiensi proses yang jauh lebih baik dibanding dengan sistem konvensional. Berbeda

dengan

baterai, fuel

cell tidak

hanya

menyimpan

tetapi

juga

menghasilkan energi listrik secara berkesinambungan selama masih ada pasokan bahan  bakar. Kelebihan teknologi yang diindonesiakan menjadi sel tunam adala h efisiensinya, tidak bising, hampir tak menghasilkan bahan pencemar sama sekali, serta banyak  pilihan bahan bakar (Nurhakim, 2013). 

Pemakaian F uel Cell

Di banyak negara maju, teknologi sel tunam sudah bukan barang baru lagi.  Negara

seperti

Amerika

Serikat

(AS),

Jepang,

Jerman

atau

Inggris

telah

mengembangkan teknologi ini sejak lama. Di negara ini yang menjadi pemicu  pemakaian hidrogen sebagai bahan bakar kendaraan adalah isu lingkungan dan konservasi energi. 2. Fuel Cell Sederhana

Water Fuel Cell secara sederhana, dapat diartikan adalah generator listrik arus DC yang dihasilkan dengan memisalkan atom hidrogen dan atom oksigen dari air (water) melalui proses elektrolisa air. Kemudian gas yang terpisah tersebut dimasukkan ke “lorong” terbuat dari gafit. Platinanya yang menempel pada grafit yang dialiri gas/atom hidrogen akan berlaku sebagai kutub positif, serta platinanya yang menempel pada grafit yang dialiri gas/atom oksigen akan berlaku sebagai kutub negatif. Dengan sebuah Proton Exchange Membrane (PEM) yang berfungsi untuk mengalirkan ion positif (proton) dari grafit hidrogen ke grafit oksigen. Ion negatif (elektron) tidak diloloskan oleh membran. Dengan kata lain, membran berfungsi sebagai “saringan” ion. Ion negatif (elektron) yang tidak lolos pada membran tersebut, akan menuju kutub negatif melalui platina pada grafit hidrogen dan melalui kabel (jika kita beri kabel antara kutub  positif dan negatif tentunya dengan sebuah “hambatan/beban” sebuah lampu misalnya). Aliran elektron itulah listriknya, yaitu mengalirnya elektron dari kutub positif ke kutub negative (Wibowo, 2013).

Maka, jika antara kutub negatif dan kutub positif kita beri lampu, pasti akan menyala.

Aliran Elektron pada Water Fuel Cell

Elektrolisa air

Elektrolisa air adalah sebuah proses mengurai atom hidrogen dan atom oksigen dari molekul H2O (air). Penguraiannya melalui pemberian arus listrik pada  batang logam (biasanya platina) yang ditaruh di dalam air dimana katoda (kutub  positif) dan anoda (kutub negatif) baterai terhubung dengan logam tersebut. Pada logam kutub positif, akan menghasilkan gas oksigen. Sedang kutub negatifnya menghasilkan gas hydrogen (Nurhakim, 2013).

Alat elektrolisa air dijual di toko-toko kimia. Jadi jika Anda ingin mengurai atom hidrogen dan atom oksigen dari air, dapat membeli alat tersebut di toko kimia.Namun apabila Anda sulit mendapatkannya, Anda dapat membuatnya seperti gambar berikut:

Fuel cell yang di generasi oleh proses elektrolisi s secara umum bisa dijelaskan sebagai berikut : Pada proses konvesional electrolisis dengan media demin water, gas hidrogen dapat terproduksi oleh karena adanya electrolyzing an acidic or alkaline aqueous solution. Overall proses yang terjadi bisa diterjemahkan seperti dibawah ini (Mahasisrawan, 2007): H2O + Electrical Energi – > H2 + 1/2 O2 Dimana energi listrik di konversi ke energi kimia menjadi gas hidrogen. Reaksi  pada bagian katoda adalah sebagai berikut : Katode (elektrode hidrogen) 2 H2O + 2e-  – > H2 + 2OHAnode (elektrode oxygen) 2 OH  – > 1/2 O2 + H2O + 2ePada proses ini air sangat dibutuhkan dan hanya 2 elektrode yang terlibat dalam  proses penguraian molekul air. Pada reaksi elektrolisa ini tidak terdapat reaksi sampingan yang merugikan (tidak bisa diterima oleh lingkungan). Jadi proses dari reaksi tersebut diatas bersih, aman (note: sesuai bidang keilmuan) dan tidak memerlukan pemisahan atau pun purifikasi product yang di hasilkan (Nurhakim, 2007).

Daftar Putaka

Dame,Notre. 2003. Fuel Cell Technology. http://www.kajianpustaka.com/2013/10/fuelcell.html. Diakses tanggal 02 Desember 2017. Energy, U.D.o.,  Fuel Cell Handbook . 7th Edittion ed. 2004, Morgantown, West Virginia: EG & G Technical Inc. Chris, R. and S. Scott, Introduction to. Mahasiswanegarawan. 2007. Sel Bahan Bakar (Fuel Cell) Sebuah Energi Alternatif  Berkelanjutan

Dan

http://mahasiswanegarawan.wordpress.com.

Ramah Lingkungan. Diakses tanggal 02 Desember

2017. Martaningtyas, Dewi. Energi Hijau Berlimbah Uap Air . http://www.energi.lipi.go.id . (online). Institut Teknologi Bandung.  Nurhakim, Muhammah Amal dkk. 2013.  Pendayagunaan limbah cair buah buahan menjadi

energi listrik yang ramah lingkungan melalui microbial fuel cell.

http://www.slideshare.net. Diakses tanggal 03 Desember 2017. Wibowo, Rahmad dkk. 2013.  Pemanfaatan limba h cair  buah-buahan dengan bantuan ragi

tape sebagai MFC (Microba Fuel Cell) menjadi sumber tegang an

listrik yang ramah 03 Desember 2017.

lingkungan http://www.share-pdf.com. Diakses tanggal