ANALISIS DESAIN FLOW FIELD PLATE ANODA TIPE SERPENTIN UNTUK KINERJA PADA PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

SAPUTRA, ANGGI (2020) ANALISIS DESAIN FLOW FIELD PLATE ANODA TIPE SERPENTIN UNTUK KINERJA PADA PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS. S1 thesis, Universitas Mercu Buana.

Preview	Text (HAL COVER) 1. Cover NEW.pdf Download (550kB) | Preview
	Text (BAB I) 2. BAB I NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (71kB)
	Text (BAB II) 3. BAB II NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (584kB)
	Text (BAB III) 4. BAB III NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (214kB)
	Text (BAB IV) 5. BAB IV NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB)
	Text (BAB V) 6. BAB V NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (56kB)
	Text (DAFTAR PUSTAKA) 7. DAFTAR PUSTAKA NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (158kB)
	Text (LAMPIRAN) 8. Lampiran NEW.pdf Restricted to Registered users only Download (222kB)

Abstract

The need for energy continues to increase with the development of technology and increasing population on the global problem for fuel supply. Nearly all over the world uses fossil fuels, in fossil fuels Required carbon dioxide which can cause greenhouse gas effects and spend global savings on earth. In this study aims to improve the performance of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) required an optimal flow field plate (FFP) design on the anode with the serpentine model. In this study variations in the geometry differences in FFP with a total active area of about 100 cm2 . That is with dimensions of 70 x 140 mm and 100 x 100 mm with a debit of 0,18 L/min and 0,36 L/min. To determine the effect of flow field plate design on flow velocity and pressure distribution, a computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed. The simulation results show the discharge of 0,18 L/min to the speed contour, the first design shows the greatest speed value is 0,667 m/s. The second design shows the greatest speed value is 0,752 m/s. The third design shows the greatest speed value is 0,714 m/s. The fourth design with the greatest speed value is 0,879 m/s. The simulation results show the discharge of 0,18 L/min against the pressure contour, the first design shows the greatest pressure value is 7,341 Pa. the second design shows the greatest pressure value of 19,183 Pa. In the third design shows the greatest pressure value of 12,845 Pa. The fourth design shows the greatest pressure value of 33,864 Pa. Based on the simulation results of each FFP design despite having the same total active area of about 100 cm2 with two different geometries having a different relationship between pressure and velocity, even though the discharges used are the same. If fewer channels are made, the potential for pressure and speed will increase. Then if more channels are made the potential pressure and speed will tend to decrease. In this case the first design experienced the lowest speed and pressure drop and for those who experienced the highest pressure and speed drop it was found in the fourth design. Keyword: PEMFC, Flow field plate, Serpentin, 3D, CFD. Kebutuhan energi yang terus meningkat seiring perkembangan teknologi dan jumlah populasi penduduk berdampak pada masalah global untuk penyediaan bahan bakar. Hampir diseluru dunia memanfaatkan energi fosil, di dalam bahan bakar fosil terdapat zat karbon dioksida yang dapat mengakibatkan efek gas rumah kaca dan terjadinya pemanasan global di bumi. Pada penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kinerja dari proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) diperlukan desain flow field plate (FFP) yang optimal pada anoda dengan model serpentin. Pada penilitian ini dilakukan variasi perbedaan geometri pada FFP dengan total luas aktif area sekitar 100 cm2 , yaitu dengan dimension 70 x 140 mm dan 100 x 100 mm dengan debit 0,18 L/min dan 0,36 L/min. Untuk mengetahui pengaruh desain flow field plate terhadap kecepatan aliran dan distribusi tekanan dilakukan dengan analisis computational fluid dynamics (CFD). Hasil simulasi menunjukan pada debit 0,18 L/min terhadap kontur kecepatan, pada desain pertama menunjukan nilai kecepatan terbesar adalah 0,667 m/s. Desain kedua menunjukan nilai kecepatan terbesar adalah 0,752 m/s. Desain ketiga menunjukan nilai kecepatan terbesar adalah 0,714 m/s. Desain keempat nilai kecepatan terbesar adalah 0,879 m/s. Hasil simulasi menunjukan pada debit 0,18 L/min terhadap kontur tekanan, pada desain pertama menunjukan nilai tekanan terbesar adalah 7,341 Pa. pada desain kedua menunjukan nilai tekanan terbesar 19,183 Pa. Pada desain ketiga menunjukan nilai tekanan terbesar 12,845. Pada desain keempat menunjukan nilai tekanan terbesar 33,864 Pa. Berdasarkan hasil simulasi dari setiap desain FFP meskipun mempunyai luas total aktif yang sama sekitar 100 cm2 dengan dua perbedaan geometri mengalami hubungan antara tekanan dan kecepatan yang saling berbeda, meskipun debit yang digunakan itu sama. Jika Semakin sedikit jumlah saluran yang dibuat, potensi dari tekanan dan kecepatan akan meningkat. Kemudian jika semakin banyak jumlah saluran yang dibuat potensi tekanan dan kecepatan akan cenderung akan mengalami penurunan. Dalam hal ini desain pertama mengalami penurunan kecepatan dan tekanan paling kecil dan untuk yang mengalami penurunan tekanan dan kecepatan tertinggi di dapat pada desain keempat. Kata kunci: PEMFC, Flow field plate, Serpentin, 3D, CFD

Actions (login required)

View Item